آشنایی با جی پی اس و نحوه کار با آن

● جی پی اس (GPS) :

جی‌پی‌اس یا سیستم موقعیت‌یاب جهانی (Global Positioning Systems)، یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهوارهای است که از شبکه‌ای با حداقل ۲۴ ماهواره تشکیل شده است. این ماهواره‌ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته و در مدار زمین قرار داده شده‌اند. جی‌پی‌اس در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شد ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد.

خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام شبانه‌روز در دسترس است و استفاده از آن رایگان است.

علاوه بر جی‌پی‌اس، دو سیستم کمابیش مشابه دیگر نیز وجود دارد: سیستم گلوناس که دولت شوروی ساخته و اکنون به‌دست کشور روسیه اداره می‌شود و سیستم گالیله که کشورهای اروپائی آن را برای وابسته نبودن به سیستم آمریکائی جی‌پی‌اس ساخته اند.

● گلوناس (GLONASS) :

گلوناس یا سامانه هدایت ماهواره‌ای در دوران حاکمیت شوروی و در واکنش به سامانه موقعیت یابی جهانی آمریکا جی پی اس ایجاد شد. این سامانه در ابتدا ۲۴ ماهواره داشت، اما پس از فروپاشی شوروی در سال ? ۱۹۹۱ شمارها آن روبه کاهش نهاد.

دولت روسیه اعلام کرده این سامانه در سال ? ۲۰۰۷ فعالیت خود را آغاز کند. به گفته مقامات روسی این سامانه تا پایان سال ? ۲۰۰۹ در سراسر جهان در دسترس قرار می‌گیرد که برای اینکار نیاز به ۲۴ ماهواره است.

در حال حاضر ? ۱۹ ماهواره گلوناس در مدار زمین وجود دارد که از این تعداد فقط ? ?ماهواره فعال هستند. سه ماهواره دیگر که در ماه دسامبر پرتاب شدند به این مجموعه اضافه می‌شوند. روسیه قصد دارد اواخر امسال شش ماهواره گلوناس دیگر را به مدار زمین پرتاب کند.

● ماهواره های جی پی اس :

این سیستم مجمو عه ای از ۲۷ ماهواره است که به دور زمین در حال چرخشند . ۲۴ ماهواره در حال کار هستند و ۳ ماهواره اضافی هم هنگام بروز مشکل برای هر کدام از ماهواره های اصلی فعال می شوند . فاصله ماهواره ها تا زمین حدود ۱۲۰۰۰ مایل است. سرعت این ماهواره ها معادل ۷۰۰۰ مایل در ساعت می باشد. هر ماهواره دقیقاً طی ۱۲ ساعت یک دور کامل بدور زمین می‌‌گردد. سرعت هریک ۷۰۰۰ مایل بر ساعت است. این ماهواره‌ها نیروی خود را از خورشید تامین می‌کنند. همچنین باتری‌هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می‌کنند به‌همراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره‌ها را در مسیر صحیح نگاه می‌دارد. به این ماهواره‌ها NAVSTAR نیز گفته می‌شود.

اولین ماهواره جی‌پی‌اس در سال ۱۹۷۸ یعنی حدود ۳۵ سال پیش در مدار زمین قرار گرفت. در سال ۱۹۹۴ شبکه ۲۴ عددی NAVSTAR تکمیل گردید. عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است که پس از آن جایگزین می‌گردد. هر ماهواره حدود ۱۰۰۰ کیلوگرم وزن دارد و طول باتری‌های خورشیدی آن ۵.۵ متر است. انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از ۵۰ وات است.

● نحوه کار جی پی اس :

ماهواره‌های این سیستم، در مدارهای دقیق هر روز ۲ بار به‌دور زمین می‌‌گردند و اطلاعاتی را به زمین مخابره می‌کنند. گیرنده‌های جی‌پی‌اس این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات هندسی، محل دقیق گیرنده را نسبت به زمین محاسبه می‌کنند.

این محاسبه بر اساس قاعده ای ساده در ریاضیات که به آن trlateration گفته می شود ، انجام می گردد .گیرنده GPS بر اساس همین اصل سه بعدب و با محاسبه فاصله خود از چهار ماهواره مقعیت خود را تشخیص می دهد . به این ترتیب که اگر به مرکز هر ماهواره و به شعاعی که GPS از آن فاصله دارد . یک کره فرضی در نظر بگیریم GPS روی سطح هر کدام از این کره ها قرار می گیرد. بنابراین محل GPS محل تلاقی چهار کره فرضی است که دقیقا یک نقطه را مشخص می کنند . محل تلاقی دو کره یک دایره ، محل تلاقی کره سوم با دو کره قبلی دو نقطه و محل تلاقی کره چهارم با سه تای قبلی یک نقطه را مشخص خواهد کرد . از کره زمین زمین هم می توان به عنوان یکی از این کره ها استفاده کرد چرا که از دو نقطه ای که از محل تلاقی سه کره بدست می آید .

معمولا فقط یکی روی سطح زمین خواهد بود به این ترتیب برای پیدا کردن موقعیت حتی سه ماهواره هم کافی است ولی برای بدست آوردن دقت بیشتر از تعداد بیشتری ( حداقل چهار ماهواره ) استفاده می شود . GPS برای اندازه گیری فاصله خود از ماهواره ها از سیگنال های رادیویی استفاده می کند . این سیگنال ها که در حقیقت امواج الکترومغناطیس هستند با سرعت نور حرکت می کنند . اگر گیرنده بتواند مدت زمانی را که این سیگنال ها در ره بوده اند را محاسبه کند می تواند فاصله اش از هر ماهواره را تشخیص دهد . ماهواره ها از زمان مشخصی ( مثلا نیمه شب ) شروع به ارسال یک دنباله از کدها می کنند . گیرنده GPS هم از همان زمان ایجاد این دنباله از کدها را شروع می کند .

هنگامی که سیگنال ارسالی از طرف اهواره که حاوی آخرین کد در زمان ارسال است به GPS می رسد . GPS بر اساس دنباله کدهای خود می تواند متوجه تاخیر زمانی کد دریافتی شده و به این ترتیب زمان سپری شده را محاسبه شده را محاسبه می کند . حاصل ضرب این زمان در سرعت انتشار امواج فاصله GPS از ماهواره است ، پس از بدست آمدن فاصله از چند ماهواره موقعیت در روی زمین توسط GPS تشخیص داده می شود .

هر گیرنده برای دریافت اطلاعات همزمان از حداقل ۳ ماهواره برای محاسبه ۲ بعدی و یافتن طول و عرض جغرافیایی، و همچنین دریافت اطلاعات حداقل ۴ ماهواره برای یافتن مختصات سه بعدی نیازمند است. با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره‌ها گیرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیر پیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطلاعات مفید دیگر، می‌نماید.

● انواع گیرنده جی پی اس :

دستگاههای GPS در سه گروه زیر تقسیم بندی می شوند :

۱) GPS MOUSE : هیچ صفحه یا دکمه ای ندارد اما توسط یکpc Laptop با نرم افزار مربوطه قابل استفاده سرویس GPSS می باشد.دستگاههای این گروه مانند:Garmin GPS ۳۵ Delorme یا Rand Macnalley ( با قیمت های پایینتر)قیمت این GPS ها حدود ۷۵ تا ۱۵۰ دلار آمریکا متغیر می باشد. ولی فراموش نکنید که این نوع GPS ها حتماً به Laptop pc نیاز دارند.

۲) Hand-Held GPS : این نوع دستگاهها می توانند بصورت سیار مورد استفاده قرار گیرند آنها خودشان یک‌صفحه کوچک جهت نمایش اطلاعات و چند دکمه دارند و در شکل ها و ترکیب های مختلفی عرضه می‌شوند و هیچگونه نیازی بهLaptop ندارند. که بطور مثال میتوان مدل‌های با قیمت پائین Garmin شبیه Etrex, GPS۱۲*l , GPS۱۲ یا مدل های ۳۱۵, ۳۱۰ ازMagellan را نام برد. تعدادی از اینها یک رابط NMEA و یک کابل رابط دارند قیمت با کابل ممکن است حدود ۲۱۰ دلار به بالا باشد و ممکن است بعضی از کشورها ارزانتر هم موجود باشد. یک GPS دستی ارزان قیمت با یک کابل رابط برای انتخاب و آغاز کار با GPS مناسب میباشد, حتی برای سرگرمی یا کار یا آشنایی شما با طرز کار و خدمات GPS.

۳) High-End GPS products : این دستگاهها شامل یک صفحه نمایشگر بزرگتر و تعدادی نقشه میباشند و در بعضی از آنها شما بایستی مبلغ بیشتری جهت نقشه ها بپردازید. قیمت این دستگاهها ممکن است بسته به نوع محصول بالاتر از ۱۵۰۰ دلار آمریکا باشد که نمونه هایی از آن مانند Blaupunkt PhihPs و Alpine میباشد

واکنش (www.vakonesh.ir)

با «جی پی اس» همه چیز در کنترل شما است

 

هزاران سال دریانوردان از جابه جایی خورشید و ستارگان به منظور جهت یابی و تعیین موقعیت استفاده می کردند و برای مسافران خشکی نیز علامت های موجود در روی زمین کافی بوده است.از قرن هجدهم به بعد، جهت یاب Sextant (سکستان = دستگاه زاویه یاب برای تعیین موقعیت کشتی یا هواپیما) که جایگزین مدل های قدیمی تر شده بود، به ابزار اصلی جهت یابی بدل شد. با استفاده از جابه جایی چندین جرم آسمانی، جهت یاب سکستان امکان تعیین طول و عرض جغرافیایی محل مربوطه که در آن قرار داشتند، فراهم می کرد. با استفاده از این ابزار، ارتفاع برحسب درجه و زمان دقیق به دست می آمد. سپس مختصات به طور تحلیلی و یا رایج ترین نوع یعنی به صورت گرافیکی محاسبه می شد. احتمالاً به خاطر دارید که کاپیتان «نمو» ناخدای زیردریایی «ناتیلوس» در آثار «ژول ورن» از این ابزار برای جهت یابی استفاده می کرد و زیردریایی به همین دلیل می بایست به سطح آب می آمد. در این روش ها، کمترین میزان خطای ممکن در فاصله تقریباً ۲۰۰ متری صورت می گرفت و نتایج دقیق تر را فقط می توانستند با استفاده از بهترین سکستان های علمی و تحت شرایط دید خوب به دست آورند. سپس با پیشرفت تکنولوژی سیستم های ناوبری الکترونیک طی جنگ جهانی دوم گسترش وسیعی یافتند. این روش امکان تعریف مختصات را برحسب تاخیرهای زمانی سیگنال های ارسال شده از ایستگاه های فرستنده فراهم می کند و مستقل از شرایط آب و هوایی بود. تقریباً در اواسط دهه ۶۰ میلادی، وزارتخانه های دفاع برخی کشورها متوجه شدند که سیستم های ناوبری آن زمان از دقت مطلوبی برخوردار نیستند و به طور طبیعی، چشم ها به سمت فضا دوخته شد. اولین سیستم ناوبری ماهواره ای ترنسیت (transit ) نام داشت. این پروژه وزارت دفاع آمریکا از شش ماهواره تشکیل شده بود. ماهواره ها بر روی یک مسیر مشخص حرکت کرده و روی یک فرکانس معین، امواج را ارسال می کردند و یک سیگنال با فرکانس متغیری به گیرنده ها می رسید و موقعیت مکانی با اندازه گیری تغییر فرکانس محاسبه می شد. ماهواره ها امکان تغییر موقعیت هر نقطه از کره زمین را در هر یک ساعت و نیم و بادقتی برابر با ۲۰۰ متر فراهم می نمودند. سیستم ماهواره ای «ترنسیت» تا سال ۱۹۹۶ به حیات خود ادامه داد. تولد سیستم موقعیت یابی جهانی یا به اختصار GPS در سال ۱۹۷۳ اتفاق افتاد. یعنی زمانی که وزارت دفاع آمریکا هماهنگ سازی سیستم های ناوبری را آغاز کرد، زیرا سازمان های مختلف سیستم های متفاوتی را ایجاد کرده بودند که اکثراً با یکدیگر منطبق نبودند. این سیستم جدید تفاوت های مهمی با ترنسیت دارد. هر ماهواره چندساعت اتمی با خود همراه دارد و موقعیت خود را همراه زمان دقیق، به صورت یک سیگنال ارسال می کند و سیستم ناوبری کاربر زمان استخراج شده از این سیگنال را مقایسه کرده و در سه نقطه موقعیت یابی می کند.

ضمناً احتیاجی به هیچ گونه ساعت دقیقی در گیرنده نیست. تنها دقت در دوره های زمانی کوتاه مورد نیاز است. کل سیستم از سه قسمت تشکیل می شود. قسمت اول از حداقل ۳۵ دستگاه ماهواره تشکیل شده است که هر ماهواره در فاصله ۱۸ هزار کیلومتری از سطح دریا بوده و در هر بیست و چهار ساعت ۲ بار به دور کره زمین می گردد. ماهواره های نسل آخر یعنی سری block II و بالاتر که تا به امروز ۱۴ دستگاه از آنها در مدار قرار گرفته اند. این ماهواره ها در یک شبکه با هم مرتبط شده و می توانند پارامترهای حرکتی خود را بدون نیاز به کنترل زمینی تجدید کنند. قسمت دوم از مراکز کنترل زمینی تشکیل می شود که برای نظارت بر مدار ماهواره ها، همزمان کردن زمان بین ماهواره ها و هماهنگ کردن آنها به کار می روند. البته اطلاعات ارسال شده از ماهواره ها را می توان از زمین تغییر داد. قسمت سوم نیز همان گیرنده های GPS است که تقریباً اندکی از یک گوشی موبایل بزرگ تر است. با اینکه هزینه نگهداری این سیستم که شامل افزایش ماهواره های جدید نیز می شود، سالانه تا یک میلیارددلار هم می رسد کاربران عادی هیچ پولی بابت سیگنال های ماهواره نمی پردازند. تنها یک گیرنده GPS و اندکی فضای باز لازم است تا از آن به خوبی استفاده کرد. تا سال ۲۰۰۰ میلادی دسترسی عمومی و نظامی به سیگنال های GPS از هم مجزا شده بودند که این کار دسترسی انتخابی نام داشت و کاربران معمولی سیگنالی را که به طور مصنوعی از دقت آن کاسته شده و خطای کل آن برابر یک صدمتر بود، دریافت می کردند. در یکم ماه مه سال ۲۰۰۰ رئیس جمهور وقت آمریکا دسترسی انتخابی را لغو کرد و اکنون دقت موقعیت یابی در حدود ۲۰ متر است که با استفاده از برخی تمهیدات می تواند بسیار کمتر از آن باشد. اینک ما شاهد رشد انفجاری استفاده از دستگاه های موقعیت یابی جهانی یا همان GPS در میان کاربران هستیم. جهت یابی در شهرها، در حومه شهرها مثلاً هنگام پیاده روی، ناوبری خودرو، ردگیری محموله ها و کنترل ترافیک هوایی در فرودگاه ها از جمله این کاربردها است. گیرنده های GPS به زودی جای خود را در هر وسیله ای اعم از تلفن های همراه، PDAها (کامپیوترهای جیبی) و حتی بازی های ویدئویی بازخواهند کرد. به طوری که هم اکنون در کشور کانادا فقط به اتومبیل هایی مجوز تولید می دهند که مجهز به GPS باشد. یکی از بزرگ ترین تولیدکنندگان دستگاه های GPS در جهان، کشور تایوان است و بزرگ ترین شرکتی که در این کشور تولیدکننده این تکنولوژی است، شرکت «هلوکس» نام دارد که از دو قسمت مهم تشکیل شده است؛ یکی قسمت مونتاژ و دوم مرکز توسعه و تحقیقات آن است. این شرکت در سال ۱۹۹۴ تاسیس شده است و اکنون بعد از شرکت «گارمین» از آمریکا، دومین تولید کننده بزرگ تجهیزات GPS در جهان است. این کمپانی انواع گیرنده های GPS جیبی، GPS همراه با بلوتوث، ماجول های GPS و سیستم های ناوبری خودرو را تولید می کند. محصولات این شرکت نیز توسط سازندگان بزرگی همچون کمپانی های ایسوز، ایسر، شرکت کامپیوتری پالم وان و HP استفاده می شود. از سیستم های این شرکت در جهت یاب های دستی خود استفاده می کنند. قلب هر گیرنده GPS را یک تراشه مخصوص تشکیل می دهد که از نظر اهمیت می توان آن را با یک CPU در کامپیوتر مقایسه کرد. شرکت «SIRF » بزرگ ترین تولید کننده پردازنده اصلی این سیستم موقعیت یابی جهانی است و بسیاری از تولید کنندگان ازجمله هلوکس تایوان از قطعات تولیدی این شرکت استفاده می کنند. از دستاورد های مهم در این زمینه می توان به نسل سوم تراشه ها یعنی «Sirf Star ۳ » اشاره کرد. که این پیشرفت گامی نو در توسعه سیستم های موقعیت یابی جهانی است. از دیگر مزیت های این تراشه های نسل سوم، حساسیت بالای سیگنال است. به طوری که در درون اتاق های ساختمان نیز این سیستم کارایی دارد و اکثر گیرنده های آن مجهز به صفحه نمایش ۴ اینچی یا بالاتر بوده و از امکانات ارزشمندی همچون بلوتوث و ارسال پیغام و نیز یک نرم افزار ویندوز بهره مند هستند. امکانات این دستگاه با خودش شروع می شود یعنی شما می توانید خودتان آن را برنامه ریزی کنید و حرکت یک شیء را در آن تماشا کنید. می توانید دستگاه گیرنده را طوری تنظیم کنید که پیام های کوتاه را در زمان های مشخص و سرعت تکرار معین و یا هنگام عبور از مرز های یک منطقه از قبل تعریف شده، یا هنگام تجاوز از یک سرعت خاص و یا توسط تحریک خارجی ارسال کند که طبیعتاً هر پیغام شامل مختصات نیز است. این دستگاه می تواند مسیر حرکت یک شیء را به طور دقیق ثبت کرده و سپس آن را مثلاً برای یک کامپیوتر ارسال کند. بعضی از کاربرد های مهم این دستگاه عبارتند از: ردگیری محموله های تجاری و پستی، سیستم های دزدگیر، نظارت بر حرکت اتومبیل ها (مثلاً یک سازمان موقعیت اتومبیل هایش را کنترل کند)، کنترل ترافیک هوایی توسط خلبان، مراقبت و نظارت بر کودکان و سایر افراد و به طور کلی استفاده های متنوعی را می توان برای سیستم های موقعیت یابی جهانی در نظر گرفت که تنها محدود به قوه تخیل شما است و به شدت در حال رشد است.

Popularscience.com

علیرضا سزاوار

روزنامه شرق

     جی پی اس ، ابزاری برای مبارزه با جرایم

 

فناوری نظارت الکترونیکی نحوه نظارت مسئولان آمریکایی بر مجرمان را متحول کرده است. در حال حاضر مسئولان برای مبارزه با جرایم، نظارت الکترونیکی را گسترش می دهند. این فناوری از کاربردهای اولیه خود فراتر رفته است به طوری که ردیابی مجرمان، اعضای باندهایی را که آزادی مشروط دارند، متهمان به خشونت مکرر علیه زنان و حتی دانش آموزانی که از مدارس می گریزند را نیز دربرگرفته است. بیشترین شهرت سامانه موقعیت یابی جهانی جی پی اس ، در زمینه کمک به افراد در جاده هاست.

طرفداران سامانه جی پی اس می گوید فناوری جدید می تواند جان قربانیان را نجات دهد. اما منتقدان آن از نقض آزادیهای مدنی و حس محافظت واهی و غیرواقعی دراین شیوه ابراز نگرانی می کنند. ماساچوست یکی از اولین ایالت هایی بود که در سال ۲۰۰۶ این فناوری را بکار گرفت و اکنون ۷۰۰ نفر مجهز به دستبندهای الکترونیکی هستند که هنگامی که به محل هایی که از رفتن به آنجا منع شده اند بروند ، پلیس با دریافت پیام از طریق ماهواره اطلاع پیدا می کند. قانون ماساچوست که به قضات اجازه نظارت الکترونیکی را به عنوان یک شرط حفظ نظم می دهد ، به الگوی ایالت هایی نظیر ایلینویز و اوکلاهما تبدیل شده است. ایالت اوکلاهما در ماه آوریل فناوری جی پی اس را برای محافظت از قربانیان خشونت خانوادگی مورد استفاده قرار داد. مجلس نمایندگان ایلینویز نیز به طور اجماع قانون نظارت مشابهی را ماه گذشته تصویب کرد. پل لوسی معاونت کمیسیون خدمات مجازات تعلیقی ماساچوست می گوید بخشی از جاذبه این فناوری جنبه مادی آن است. جی پی اس در مقایسه با زندان مقرون به صرفه است. او به نموداری که بر دیوار دفترش نصب شده است اشاره می کند که نشانگر افزایش استفاده از جی پی اس عمدتا برای ردیابی مجرمان و سایر بزهکاران است. او می گوید این افراد می باید اکنون در زندان بسر می بردند، اما هزینه حبس آنها می تواند سالیانه به ۳۰ تا ۴۰ هزار دلار سربزند.

درحالی که هزینه جی پی اس ۳۴۰۰ دلار در سال است. لوسی می گوید این روش از دو جهت خوب است. از یک طرف ابزاری برای محافظت از مردم است. اگرچه ما نمی توانیم ایمنی هیچ کسی را تضمین کنیم، اما سطح نظارت بالاتری را برای افراد ایجاد می کند از طرف دیگر بجای زندان کاربرد دارد. قتل همسران در کشوری که هر ساله هزار زن قربانی خشونت همسران خود می شوند، الهام بخش تصویب این قانون در ماساچوست بوده است. دایان روزنفلد استاد دانشکده حقوق هاروارد می گوید هر زمان که یک مجرم وارد منطقه ممنوعه نظیر نزدیکی اداره یا خانه یک زن می شود این سامانه پلیس را آگاه می سازد و می تواند جان افراد را نجات دهد. مرکز بحران Jeanne Geiger که یک پناهگاه زنان است که در سال ۲۰۰۶ برنامه آزمایشی جی پی اس را در نیوبری پورت آغاز کرد میزان موفقیت بالایی داشته است. اکنون مرتکبان جرایم خیلی زود شناسایی می شوند. در برخی موارد قضات دستور استفاده از سامانه جی پی اس را می دهند.

این شیوه راهکاری بجای زندانهای شلوغ در کشوری است که بالاترین آمار زندانیان را در جهان دارد. شمار جمعیت زندانیان در آمریکا از سال ۱۹۷۰ تاکنون با هشت برابر افزایش به ۲/۲ میلیون نفر رسیده است که یک چهارم زندانیان جهان را تشکیل می دهد. در مناطقی که از این سامانه بهره برداری شده است و خاطیان دستبند یا پابند جی پی اس بسته اند میزان تماس با پلیس کمتر است. به عنوان یک نمونه موفقیت، جان گارد از واحد خشونت خانوادگی کلانتری ناحیه پیت می گوید هنگامی که یک مجرم دستبند جی پی اس به دست بسته است میزان تماس ها در باره او کمتر است. میزان خشونت های خانوادگی از ۳۶ درصد در سال ۲۰۰۴به ۱۴ درصد در سال جاری کاهش یافته است. اما زمانی که استفاده از سامانه جی پی اس متوقف شد میزان جرایم به حدود ۴۰ درصد رسید. او می گوید این شیوه برای دوره کوتاه قبل از تشکیل دادگاه مفید است. اما در مورد پس از تشکیل دادگاه این طور نیست. برای تضمین ایمنی قربانیان علاوه بر این سامانه باید از اقدامات دیگری نیز بهره گرفت.

نگرانیهای دیگری نیز وجود دارد. مایکل لینفیلد قاضی دادگاه عالی لس آنجلس دریک میزگرد دانشکده حقوق هاروارد هشدار داد جی پی اس تنها توهم ایمنی فناوری بالا را ایجاد می کند و محافظت بیشتری برای قربانیان فراهم نمی نماید. بری برایانت معاونت کمیسیون جرایم فرماندار در کارولینای شمالی می گوید جی پی اس واقعاً تضمین بیشتری ایجاد نمی کند. اگر کسی وارد منطقه ای که نباید برود شده است آیا می توان قبل از وقوع خشونت به آنجا رسید ؟ عمدتا پلیس و نه دادگاه تعیین می کند چه کسی دستبندهای نظارتی را در کارولینای شمالی به دست ببندد. این امر نگرانیهایی را در خصوص آزادیهای مدنی ایجاد کرده است.

روزنامه ابرار (www.abrarnews.com )

ماهواره چیست؟

به زبان ساده، ماهواره به هر شی‌ء که حول مدار شی‌ء دیگر گردش می‌کند، گفته می‌شود. اجزای ابتدایی ماهواره‌ها یکسان است ولی کاربردهای متفاوتی دارند. انواع ماهواره‌ها عبارتند از:۱ – ماهواره مخابراتی ۲ –ماهواره هواشناسی ۳ – ماهواره منابع طبیعی ۴ – ماهواره ستاره‌شناسی ۵ – ماهواره ردیابی ۶ –ماهواره‌های نظامی و جاسوسی (ماهواره‌های GPS از نوع ماهواره‌های دریایی هستند.)اولین کشورهایی که ماهواره به فضا پرتاب کرده‌اند

۱) USSR ، ۱۹۵۷ Oct ۴

۲) USA، ۱۹۵۸ Jan ۳۱

۳) France، ۱۹۶۵ Nov ۲۶

۴) Japan، ۱۹۷۰ Feb ۱۱

۵) China، ۱۹۷۰ Apr ۲۴

۶) Great Britain، ۱۹۷۱ Oct ۲۸

۷) Europe، ۱۹۷۹ Dec ۲۴

۸) India، ۱۹۸۰ Jul ۱۸

امواج موقعیت‌یاب GPS"" GLOBAL POSITIONING SYSTEM یا چراغ علاءالدین

●من کجا هستم؟

انسان از دیرباز مشتاق دانستن موقعیت مکانی خود نسبت به یک مرجع بود که پیشتر از طریق ستارگان، خورشید یا سایر پدیده‌های طبیعت انجام می‌گرفت و با گسترش و پیشرفت برق‌آسای ابعاد گوناگون زندگی، این آرزو به نیازی مبرم بدل شد که حتما باید واقعیت پیدا می‌کرد. با پیدایش چاپار، جاده، کجاوه، بالاخره دریانوردی نیز آغاز شد و در نهایت پیشرفته‌ترین و شگفت‌انگیزترین فناوری عصر، یعنی هوانوردی نیز پا به عرصه وجود گذاشت که البته در مراحل اولیه این صنعت، نظر انسان بیشتر به بعد نظامی آن معطوف شد ولی خیلی سریع فراگیر شده و به صورت نظامی – تجاری درآمد. حال سرعت، دقت می‌طلبید و دقت ایمنی. برای حصول به این مقصود، جهت‌یابی و رهیابی (به نام ناوبری) به صورت یک اصل مهم جلوه کرد.با کشف آهنربا، ناوبری از طریق قطب‌نمای مغناطیسی آغاز شد و پس از طی مراحل زمانی و بالا رفتن سرعت و سقف پرواز و تعداد چشمگیر پروازها و ضرورت توجه شدید به مسائل ایمنی آسمان، دستگاه‌ها و وسایل پیچیده و دقیق ناوبری الکترونیکی متولد شدند اما به دلیل ورود سیستم‌های پیچیده الکترونیکی و به وجود آمدن میدان‌های مغناطیسی مصنوعی، قطب‌نما تا حدی کارایی خود را از دست داد و ناوبری سنتی دریا که محدود بود به رغم اختراع و ابداع سیستم‌های ناوبری الکترونیکی مدرن و شگفت‌انگیز، به علت اختلالات جوی، شرایط آب و هوا، فزونی شدید تعداد پروازها و پیچیدگی خاص وسایل ناوبری بالاخص در حیطه هواپیمایی نظامی، با مشکلاتی رو به رو بود. در سال ۱۹۷۲ وزیر دفاع وقت ایالات متحده خطاب به پژوهشگران جوان گفت ما چرا نباید یک سیستم موقعیت‌یاب دقیق هواپیمای نظامی را در اختیار داشته باشیم. به این ترتیب، پیشرفته‌ترین و جدیدترین سیستم ناوبری جهانی، یعنی GPS متولد شد که در راستای تعیین مکان و زمان جغرافیایی در بستر هوانوردی به سرعت فراگیر شد. جالب است بدانیم تولد GPS به ظهور اینترنت خیلی شبیه بود. یعنی در سال ۱۹۷۸ فقط یک ماهواره به فضا پرتاب شد و به مرور به دوازده فروند رسید که امروزه این تعداد به ۲۴ فروند رسیده است. در سال ۱۹۸۰ دولت آمریکا استفاده از GPS را که برای مقاصد نظامی طرح شده بود در سطح بین‌المللی و فراگیر بلامانع اعلام کرد که امروزه با استفاده از چهار ماهواره در پرواز، اطلاعات دریافتی آنالیز شده و روی مونیتور و کابین خلبان به صورت دیجیتالی به نمایش درمی‌آید. به علت نوپا بودن GPS تصور می‌شود که فقط در هواپیمایی کاربرد دارد در صورتی که امروزه در نقشه‌برداری، توزیع برق، تلفن، مخابرات، مدیریت شهری، دریاها، اکتشافات نفت و گاز، مهم‌تر از همه در ناوگان‌های هوایی – دریایی و اخیرا زمینی نقش موثری دارد. شگفت آنکه امروزه اشخاص معمولی را هم می‌توان در صف استفاده‌کنندگان از GPS مشاهده کرد. (ایمنی مراکز مهم، اتومبیل، انسان، ...)

چون هدف از GPS دسترسی مقامات و کاربران به آن در تمام مدت شبانه‌روز و در کلیه نقاط کره زمین است و در هر لحظه دسترسی حداقل به چهار ماهواره ضروری است بنابراین، تعداد ۲۴ ماهواره در شش مدار و در فاصله ۷۵/۲۶۵۶۱ کیلومتری زمین قرار گرفته‌اند. شکل اسمی مدار دایره‌ای و با خروج از مرکز e=۰ است کلیه شش مدار زاویه شیب ۵۵ درجه دارند و در یک دایره ۳۶۰ درجه تقسیم شده‌اند و اختلاف طول جغرافیایی صفحات دو مدار از هم ۶۰ درجه است. اساس اندازه‌گیری و عملکرد GPS به شرح زیر است:

۱ – اساس کار آن، روش اندازه‌گیری مثلث‌بندی با ماهواره‌هاست.

۲ – در اندازه‌گیری مثلث‌بندی، فاصله از طریق طی مسیر و به وسیله یک پیام الکترومغناطیسی (سیگنال) اندازه‌گیری می‌شود.

۳ – وقتی که فاصله از ماهواره مشخص شد باید بدانیم که ماهواره در کدام نقطه فضا قرار دارد.

۴ – اندازه‌گیری زمان مسیر طی شده به ساعت‌های دقیق و در نتیجه گران قیمت نیاز دارد.

۵ – باید در نظر داشت که سیگنال GPS هنگام عبور از یونیسفر و اتمسفر با تاخیر زمانی مواجه است.

عملکرد مثلث‌بندی به عنوان اساس کار فرض شود که ما در نقطه O در فضا قرار داشته باشیم و از موقعیت خود اطلاع نداریم اما می‌دانیم که فاصله ما از نقطه A برابر a است و می‌دانیم که نقطه O روی کره‌ای به شعاع a و مرکزیت A قرار دارد و همین سلسله را تا نقاط D (A B C D) نیز به کار ببریم و برای به دست آوردن فاصله از ماهواره، به مثال زیر توجه شود: - ش ۳ – شما و دوستتان در نقاط شمالی و جنوبی یک زمین فوتبال ایستاده‌اید و هر دو همزمان در ساعت ۴ می‌گویید "یک" چهار و یک ثانیه بگویید "دو" ...

حال اگر "یک" گفتن دوستتان را هنگام گفتن ۴ توسط خودتان بشنوید و محاسبه کنید، رسیدن صدای "یک" دوست شما "سه" ثانیه طول کشیده است و اگر این "سه" ثانیه را در سرعت صوت و در دمای مشخص ضرب کنید، فاصله به دست می‌آید. در ماهواره نیز گیرنده‌های هواپیما و ماهواره همزمان سیگنال ارسال می‌کنند و با اختلاف زمانی برگشت سیگنال‌ها فاصله به شمار می‌رود. – ش ۲ – اما زمان کلید اندازه‌گیری در ماهواره است زیرا یک ثانیه اشتباه یعنی ۰۰۰/۳۰۰ کیلومتر اختلاف مکانی. بنابراین از ساعت‌های اتمی با دقت عمل ۹- ۱۰ ثانیه استفاده می‌شود. البته اغتشاشاتی در مسیر ناشی از جاذبه خورشید، ماه، اجرام سماوی ... وجود دارد که GPS برای مقاصد نظامی انحرافات را محاسبه، تصحیح و مخابره می‌کند.

●درجه دسترسی

الف) عمومی

جالب اینکه در امور شخصی نیز به جای دزدگیرهای فعلی که ضد آن ساخته شده و کم کم کارایی لازم را از دست می‌دهد، استفاده می‌شود. کافی است یک گیرنده مینیاتوری داخل اتومبیل گران‌قیمت و یا لباس انسان جاگذاری شود، می‌توان اتومبیل یا شخصی که صدها کیلومتر دور از ما هست را با استفاده از روش ردیابی GPS و اینترنت کشف و گزارش کرد.

ب ) هواپیما (چراغ علاءالدین)

سال‌ها قبل اگر به کابین خلبان و یا ناوبر سر می‌زدید، خلبان، مهندس پرواز و ناوبر همگی به طور دائم در حال بررسی وضعیت ناوبری، موتور، ... بودند که در پروازهای طولانی خسته‌کننده بود. خلبان خودکار (اتوپایلوت) نیز کاربری محدود دارد اما در هواپیماهای مدرن امروزی، کامپیوتری به نام سیستم مدیریت پرواز FMS (Flight Management (System به طور هوشمند وجود دارد که خلبان دستورات دریافتی پروازی از مرکز Despatch زمین را به حافظه این کامپیوتر وارد می‌کند. شما حتما در داستان علا‌ءالدین و چراغ جادو ملاحظه کرده‌اید که غول معروف داستان، علاء الدین را هر جا که اراده می‌کرد، می‌برد این مثال در مورد ماهواره و خلبان نیز صدق می‌کند. خلبان هم اطلاعات پروازی Flightplan را از طریق FMS به حافظه ماهواره وارد کرده و از GPS می‌خواهد که او را به فرودگاه موردنظرش راهنمایی کند (مقصد). با توجه به اینکه مشخصات و مختصات کلیه فرودگاه‌های دنیا در حافظه اصلی ماهواره ثبت است، بنابراین ماهواره اطلاعات دریافتی از هواپیما را پردازش کرده و مختصات مسیر پرواز (طول و عرض جغرافیایی – زمان، ارتفاع، سرعت ...) را روی مونیتور خلبان به نمایش درمی‌آورد (نصب این مونیتور در کابین مسافران در پروازهای برون‌مرزی اجباری است).حال، خلبان پس از بلند شدن از زمین کافی است که فرمان را روی خلبان خودکار قرار دهد و استراحت کند و یا به کابین مسافران رفته و با آنها صحبت کند. زیرا FMS با دریافت اطلاعات لحظه‌ای از ماهواره، ارتفاع، جهت و مسیر مناسب را انتخاب می‌کند. شگفت آنکه GPS به خاطر ارتباط با رادار هوا Weather Radar در صورت بدی هوا، مسیر هواپیما را تغییر می‌دهد و پرواز را ایمن می‌سازد. آری، حال شما کافی است در کابین مسافران به صندلی خود تکیه داده و استیک خود را با خیال راحت میل کنید و یا از خواب عمیق لذت ببرید زیرا شما در پناه تکنولوژی قرن بیست و یکم پرواز می‌کنید .

روزنامه جوان

ماهواره، فرصت یا تهدید

از دیر باز بشر در تلاش بوده است تا بر عنصر زمان و مکان به عنوان عوامل مانع ارتباط سریع مستقیم میان انسان‌ها فائق آید. از زمانی که پیام‌های انسانی توسط قاصدک‌ها و کبوتران نقل مکان داده می‌شد تا پیدایش وسایل نقلیه و ظهور تلگراف و بی‌سیم و سرانجام عصر امواج ، مراحل تاریخی پیروز آمدن انسان بر موانع زمان و مکان تاریخ رسانه‌های ارتباط جمعی شاهد هستیم . ظهور صنعت چاپ و پس از آن اختراع فتوگرافی و بالاخره فیلم و سینما ، چهره‌های فرهنگی جوامع را پیوسته دگرگون ساخته است.یکی از آرزوهای بشر از آغازتاریخ تا امروز ، برقراری ارتباط با همنوعان خود در مناطق دور ونزدیک بوده است و از این رو همواره در راه ایجاد این ارتباط و تکامل آن تلاش‌های زیادی کرده است.

طبق اظهار اکثر منابع موثق،‌ایده‌ی استفاده از ماهواره برای ارتباط مخابراتی بین دونقطه از کره‌ی زمین اولین بار توسط یک نویسنده بریتانیایی به نام آرتورسی کلارک مطرح شده است،‌آقای کلارک خاطر نشان کرده است که اگر ماهواره در فاصله‌ی حدود ۳۶هزار کیلومتری از سطح زمین در فضا قرار گیرد ‌سرعت زاویه آن با سرعت زاویه زمین برابر خواهد بود و در نتیجه ماهواره همواره بالای یک نقطه از زمین قرار خواهد داشت و ثابت به نظر می‌رسد. به علت محدودیت‌های فناوری،‌عملی شدن این نظریه تا سال ۱۹۵۷ طول کشید. با پرتاب اولین قمر مصنوعی به فضا که توسط اتحاد‌‌جماهیر‌شوروی موسوم به «اسپوتنیک» در چهارم اکتبر سال ۱۹۵۷ صورت گرفت،( باادامه‌ی تلاش‌ها، در سوم نوامبر همان سال «اسپوتنیک۲» نیز که سگی به نام «لایکا» درآن بود به فضا پرتاب شد.) عرصه جدید‌ی در ارتباطات بین‌المللی گشوده شد و فضا به تسخیر انسان درآمد. ارسال ماهواره توسط شوروی سابق ،‌آمریکا را در یک شوک علمی _ سیاسی فرو برد و این کشور نیز در پی تلاش‌های گوناگون د ر۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ ،‌نخستین ماهواره خود به نام «اکسپلورر۱» را به فضا پرتاب کرد. دریافت برنامه‌های ارسالی این ماهواره‌ها درآغاز متضمن استفاده از ایستگا‌ه‌های تقویت‌کننده زمینی یا آنتن‌های حجیم عمودی بود که امکان دریافت تصاویر ارسالی ماهواره‌ها را برای گیرنده‌های شخصی فراهم می‌آورد. از همین رهگذر ،‌برنامه‌های ارسالی ماهواره‌ای تحت نظارت و کنترل مراجع ذی‌صلاح قرار می‌گرفت و با توجه به مصالح ملی آن کشورها پالایش می‌شد تا به این ترتیب کشور گیرنده از ارزش‌های مذهبی_‌فرهنگی سنت‌های بومی خود محافظت کند.

امّا این ابزار پیشگیری کننده چندان دوام نیاورد و خیلی زود کارایی خود را از دست داد. درنتیجه‌ پیشرفت‌های فنی که در دهه ۸۰ به وقوع پیوست امکان دخالت دولت‌ها در پالایش برنامه‌های ماهواره‌ای منتفی شد و تقابل حاکمیت ملی دولت‌ها و اصل جریان آزاد اطلاعات جامعه‌بین‌المللی را با تلاطمی عظیم و سهمناک مواجه ساخت و تاجایی پیش‌رفت که ماهواره‌های پخش مستقیم برنامه‌های تلویزونی خطرناک‌تر از قدرت‌های هسته‌ای توصیف شده‌اند. برهمین اساس و در کنار استفاده‌های مختلف از ماهواره،‌با ارسال اولین ماهواره مخابراتی (تله‌استار) به‌مدار زمین، به تدریج ماهواره‌ها ،‌به‌ ویژه ماهواره‌های پخش مستقیم به یکی از مهم‌ترین وسایل ارتباطی بین‌المللی تبدیل شدند.

در هریک از مقاطع رشد و توسعه وسائل ارتباط جمعی ، شاهد نگرانی‌ها و اعتراضات بخشی از جامعه علیه رشد وسیله‌ای نو در پیام رسانی بوده‌ایم. اعتراضات کلیسا و سایر مقام‌های وابسته به کانون ‌های قدرت ، چه دینی و چه غیر دینی در اروپا نسبت به رشد با سوادی و گسترش رسانه‌های نوشتاری از دیدگاه ایدئولوژیک قابل درک می‌نماید. ابراز نگرانی ناقدان در گذشته ، گاه با انگ بدبینی و گاه واپس‌گرایی مواجه بوده است. برخی از نمونه‌های این نگرانی را در جامعه خود نیز شاهد بوده و هستیم.

پرتاب نخستین ماهواره به فضا شادی‌ها و نگرانی‌های همزمانی را در بشر برانگیخت،‌شادی از این جهت بودکه آرزوی دیرین انسان برای دستیابی به آسمان پررمز و راز،‌جامه عمل و تحقق می‌پوشید و دروازه‌های دنیایی شگفت و بس پهناور به روی او گشوده می‌شد.بلندپروازی و فزونی‌خواهی همیشگی به فرزند آدم نوید می‌داد که با بهره‌مندی از منابع ناشناخته موجود درسیارات و ستارگان دیگر می‌تواند بهتربیندیشد و بر دیگران برتری جوید.

اما در مقابل نگرانی‌ها هم نیز کم نبود، نگرانی از این که باز هم آدمیان فرصت‌ها را به تهدید تبدیل کنند و از یافته‌های جدید خویش بهره‌هایی بردارند که آرامش موجود را برهم بزند.این دلهره ،‌به ویژه آنگاه جدّی‌تر می‌نمود، که با پایان جنگ جهانی دوم، جنگ سرد تبلیغاتی اندک اندک جاگزین قدرت‌نمایی‌های فیزیکی می‌شد و هر بازیکنی درمیدان سیاست می‌کوشید با اشاره به توانمدی‌های ناشناخته و ویرانگر خویش قدرت مانور را از طرف مقابل گرفته و نتیجه را از پیش به سود خود اعلام کند.

امروزه برقرای ارتباط از طریق ماهواره‌ها به عنوان یک حقیقت مسلم پذیرفته شده است . مقدار زیادی از حجم ترافیک بین‌المللی و محلی کشورها به طور روز افزون به کمک سیستم‌های ماهواره‌ای منتقل می‌شود و ماهواره‌ها د رسرویس ‌های متنوع و مهمی از قبیل پخش تلویزیونی ،‌ارتباطات دریایی،هواشناسی و تحقیقات فضایی و غیره به کار می‌روند.

به گفته بسیاری از اندیشمندان ،‌مهم‌ترین عاملی که چهره‌ی قرن بیست‌ویکم و شیوه‌ی زندگی فرزندان ما را تعیین خواهد کرد، فناوری است که به ویژه در زمینه ارتباطات در صدد است تا جهانی متفاوت با آنچه که می‌شناسیم بنا کند. پیشگامان دنیای آینده مدت‌هاست که به زندگی ما راه یافته‌اند و ماهواره‌های بین‌المللی نیز که برنامه‌های آن‌ها به طور مستقیم از طریق گیرنده‌های خانگی دریافت می شوند رو به افزایش هستند. دگرگونی مهمی که در پی این اتفاق‌ها رخ خواهد داد، به ویژه در کشورهای جهان سوم چنان اهمیت دارد که نه فقط دولتمردان بلکه همه ما باید بیندیشیم.

در دنیای امروز با گسترش ارتباطات ،کشیدن دیوار آهنی چاره کار نیست. ترویج و تبلیغ فرهنگ اسلامی تنها نیز از طریق ایجاد تحول درونی ممکن است و لاغیر. البته جامعه اسلامی باید دارای چهره مناسبی هم باشد،شکی نیست. اما تحولی که ایجاد می‌شود نباید فقط در ظاهر باشد. اگر چنین باشد، اوضاع به مراتب از این که هست وخیم‌تر خواهد شد. شعار دادن در برنامه‌های تلویزیونی کسی را متحول نمی‌کند.

آنچه گفته شد نه به معنای تسلیم د ربرابر قوه قاهره فناوری و صنعت پیشرفته ارتباطات ( و ازآن جمله ماهواره) است و نه به معنای تجویز سیاست منع و ترس و انزواطلبی .‌ ماهواره، اینترنت و سایر فناوری‌های ارتباطی واقعیت‌های هستند که ناگزیر از پذیرش آن‌ها هستیم و لابد کسی تردید ندارد که برگشت به عصر ماقبل آن‌ها دیگر ممکن نیست.از سوی دیگر به رسمیت شناختن یک واقعیت هیچ ملازمه‌‌ای با بهت زدگی و تسلیم ندارد و نباید در مواجهه با هجوم فرهنگ بیگانه گرفتار حالت خودباختگی شد.اولاً ظهور این رسانه‌های قدرتمند را تنها نباید تهدید تلقی کرد. درکنار همه‌ی تهدیدهای که می‌توان از کارکردهای ماهواره تصور کرد، فرصت‌های فراوانی نیز قابل بهره‌برداری است که اجازه قهر با این پدیده مؤثر را به خردمندان نمی‌دهد. ما نیز مانند برخی ملت‌های دیگر می‌توانیم با تقویت بنیان‌های فرهنگی و اجتماعی ، بیش از آن که به محدودیت بیندیشیم،‌مصونیت را هدف بگیریم، به ویژه آن که باورهای عمیق دینی درکشور ما گنجینه‌ای تمام ناشدنی و مؤثر در دست سیاستگذاران فرهنگی است.

مهم‌ترین کوشش برای حفظ هویت فرهنگی ملل در عصر اطلاعات و در عین حال بقا در این جامعه‌ی شبکه‌ای،‌استفاده‌ خردمندانه و برنامه‌ریزی شده از رسانه‌ها و فناوری ارتباطی جدید به ویژه ماهواره‌ها، اینترنت و سایر امکانات این عصر برای ایجاد شرایطی جدید جهت همزیستی میان تمدن‌ها ، فرهنگ‌ها و اقوام ونژادهای گوناگون است. با این وضع کشورها باید بتوانند ساختارهای مناسب را برای حضور در این عصر جدید فرهنگی ابداع کنند تا از صحنه حذف نشوند. چنانکه اریک‌فروم معتقد است: «تاریخ بشر گورستان فرهنگ‌های بزرگی است که پایان فاجعه‌آمیز آن‌ها بدان سبب بوده است که نتوانستند در برابر چالش‌ها،واکنشی برنامه‌ریزی شده ، خردمندانه و آزادی بروز دهند» باید اذعان داشت، درسطح جهان،‌ رسانه‌های ملی و محلی در امر هویت‌بخشی و حفظ هویت جوامع تحت پوشش خود زمانی موفقیت بیشتری خواهند داشت که هم بتوانند از تحمیق مخاطبانشان جلوگیری کنند و هم قادر باشند مخاطبان دیگر رسانه‌ها را به خود جلب کنند و این میسر نیست جز با استفاده از ابزارهای رسانه‌ای نوین مانند شبکه‌های ماهواره‌ای و رایانه‌ای و تکیه بر امتیاز‌های فرهنگ خودی_ به ویژه تقویت پوشش رسانه‌ای خرده‌فرهنگ‌ها_ از طریق رسانه‌های مقاوم.

به باور بسیاری از صاحب‌نظران برای آن که جوامع مختلف در عین حفظ هویت خود از امکان حضور فعال و مؤثر درعصر جدید بی‌بهره نمانند باید در جهت «به هنگام »کردن فرهنگ و هویت خود بکوشند تا توان انطباق و سازگاری با تحولات را به دست آورند. بدین معنا که بین توسعه فناوری و مسایل و زمینه‌های فرهنگ خودی نوعی سازش به وجود آورند.

اکنون ما در شرایطی قرار داریم که قادر نیستیم مانع نفوذ فناوری ماهواره‌های ارتباطی در فضای کشور عظیم و پهناور ایران و پیرامون آن شویم از این رو کاربرد ماهواره‌ها را امری ضروری و در عین حال اجتناب ناپذیر می‌دانیم.

توسعه بازارسیاه آنتن‌های بشقابی نیز مانند آنچه در مورد ویدیو تجربه شد،‌امکان پذیر است،‌پس آیا دولت قادر است مانع گسترش بازار سیاه‌آنتن‌های بشقابی شود؟‌درتجربه بازار سیاه ویدیو به این نتیجه رسیدیم که دولت نمی‌تواند و مصلحت هم نیست که این کار را انجام دهد.پس در چنین شرایطی برای نظم دادن به این بازار مشوش چه باید کرد؟ چاره‌ای جز همگام شدن با پیشرفت فناوری و از همه مهم‌تر، بالابردن کیفیت برنامه‌های تلویزیونی نیست.برای این که ایران بتواند در برابر رقیبان خارجی مقاومت کند، در مرحله اول ناچار است سازمان‌ها و واحدهای تربیت نیروی انسانی را در زمینه تولید کالا‌های فرهنگی تقویت کند. استحکام ، وگسترش واحدهای مربوط،‌نیاز به کارشناس و استاد مجرب و جبران کمبود کارشناس آزموده دارد. اگر در راه بهبود وضع موجود و تولید برنامه و کالاهای فرهنگی سریع و حساب شده گام برنداریم، نه‌تنها قادر به رهایی از زیر سلطه صدها کانال تلویزیونی نخواهیم بود بلکه قابلیت و امکان ایجاد هزاران شغل را نیز دربازار تولید و توزیع کالا ‌های فرهنگی، چه در داخل و خارج از کشور از دست خواهیم داد.

اگر به سیر تحول جامعه‌ی بشری نگاه کنیم به این نتیجه می‌رسیم که تحولات فرهنگی همیشه تحت تأثیر ابزارها بوده‌اند،‌ امّا ابزارها زمانی فرهنگها را تغییر می‌دهند که پویایی متناسب با سیر تحول تاریخی را داشته باشند. فرهنگ پویا هیچ‌گاه با ابزارهای ضعیف محو نمی‌شود. هرچند که جهان آینده عرصه‌ی تاخت و تاز ماهواره‌ها باشد و فناوری کشورها نتواند بر ورود امواج بیگانه به گیرنده ‌های خانگی اثر کند، عصری که پیش روی ماست دو چهره‌ی متضاد خواهد داشت.از یک طرف ،‌به واسطه تأثیر شگرف رسانه‌های لجام گسیخته و جهان بینی صاحبان این وسایل با ارزش‌هی«دنیای صنعتی»، به سرعت پیوندهای معنوی و فرهنگی گذشته مورد تهدید قرار خواهند گرفت، که این ویژگی برای انسان جهان سومی شکننده است. از طرف دیگر،‌این ره‌آورد که حاصل پویایی اندیشه‌ی بشری است درک وسیعی را از دگرگونی‌های جامعه جهانی ایجاد کرده و انسان را در ارتباط منطقی با فرهنگ ،‌تاریخ ودستاوردهای نو و دگرگونی‌های فرهنگی حاصل از آن قرار خواهد داد. تحت هر شرایطی ،‌تصور از این تحول جدید و ناخواسته در جامعه آینده جهان سوم،‌همانند تمامی پدیده‌های وارداتی و تحمیلی«دو وجهی» خواهد بود که یک لبه‌ی آن درمان‌گر و لبه‌ی دیگر آن برنده است.

در پایان می‌توان گفت که کنترل امواج ماهواره ای با قانون، مقررات و ابزار رسانه‌ای موجود ممکن نیست.بنابراین سیاست استفاده صحیح از آن مد نظر اکثر مدیران و برنامه‌ریزان جوامع است. درکشور ما نیز با توجه به مسایل فوق باید برای استفاده صحیح از این فناوری جدید و دستاوردهای علمی ، فنی و فرهنگی آن برنامه‌ریزی کرد.

نهادهاو سازمان‌های مختلف اجتماعی مانند خانواده، نهاد آموزش و پرورش و تمامی سازمان‌ها ی فرهنگی، اقتصادی و اجتماعی باید با بازنگری در وظایف و مسئولیت‌های خود به نحوی عمل کنند که استفاده از امواج ماهواره‌ای در جامعه‌ی ما با بار مثبت همراه باشد و به توسعه‌ی همه جانبه ‌ی جامعه منجر شود.

نویسنده: عثمان عباسی
سردشت
منابع:
۱- فصل نامه‌ پژوهش و سنجش، شماره ۳۰ و ۳۱،‌تابستان و پاییز ۱۳۸۱،‌سال نهم
۲- تکنوپولی تسلیم فرهنگ به تکنولوژی،‌نیل پستمن،‌ترجمه دکتر صادق طباطبایی،انتشارات صدا و سیمای جمهوری اسلامی ایران،‌چاپاول،‌۱۳۷۲
۳- طلوع ماهواره و افول فرهنگ،‌دکتر صادق طباطبایی،انتشارات اطلاعات، چاپ اول،‌تهران ۱۳۷۷

پایگاه اطلاع‌رسانی اصلاح (www.islahweb.org)

ماهواره ها

● طبقه بندی ماهواره ها :

۱) ماهواره های سنجش از راه دور

۲) ماهواره های مخابراتی

۳) ماهواره های ناوبری

۴) ماهواره های تحقیقاتی

ماهواره هایی که به عنوان ماهواره های جاسوسی در میان عامه رایج شده ، به ماهواره هایی گفته میشود که قدرت کسب اطلاعات سطح زمین را دارند، که همان ماهواره های سنجش از راه دور هستند . دیگر ماهواره ها نیز میتوانند به این عنوان مورد استفاده قرار بگیرند ولی عمدتا ماهواره های سنجش از راه دور میباشند که وظیفه پایش یک پدیده از راه دور بدون تماس مستقیم فیزیکی با آنها را دارند .

این ماهواره ها دارای سیستمهای فعال و غیر فعال میباشند که سیستمهای فعال سیستمهایی هستند که بیشتر در باند رادیویی کار میکنند و در حقیقت با گرفتن انعکاس امواج الکترو مغناطیسی که از خود ماهواره منتشر میشود و با تحلیل اطلاعات دریافتی، اطلاعات در مورد پدیده مورد نظر را شناسایی میکنند . سیتمهای غیر فعال تشعشعات الکترو مغناطیسی که از پدیده های سطح زمین منتشر میشود را جذب میکنند و با تحلیل اطلاعاتی که از این تشعشعات بدست میآید اطلاعات مورد نظر را استخراج میکنند .

ماهواره هایی که به تجهیزات غیر فعال مجهز هستند، (به صورت خیلی ساده) نوعی از دوربین های عکس برداری بر روی آنها نصب است که در باندهای طیفی مختلف کار میکنند و میتوانند کارهایی از قبیل : عکس برداری حرارتی ، دیدن عمق زمین و روی زمین ، شناسایی تجهیزات و ... را انجام دهند . ماهواره هایی که به سیستمهای فعال مجهز هستند عینا همین اطلاعات را ، منتها با پردازش مختلف میتوانند در اختیار کاربر جهت مصارف مختلف قرار دهند .

ماهواره های اکتشافی (بین عامه) نیز در رده ماهواره های تحقیقاتی قرار میگیرد که تعداد زیادی از ماهواره ها از این نوع هستند . این نوع ماهواره در حقیقت وظیفه انجام تحقیقات علمی را دارد . از شناسایی ذرات باردار ، اتمسفر زمین ، پدیده های طبیعی تا شناسایی سطح کرات دیگر و محیط بین سیاره ای و بین ستاره ای و ... در میدان کار این نوع ماهواره قرار میگیرد .

● ماهواره های خاص ایران :

▪ ماهواره سینا از جمله ماهواره های سنجش از راه دور است و به دوربینهایی برای عکس برداری و تصویر برداری از سطح زمین مجهز میباشد .

▪ ماهواره مصباح که از جمله ماهواره های مخابراتی می باشد .

طرح های متعددی در سطح کشور در دست پیگیری میباشد که از آن جمله : ماهواره زهره ( مخابراتی ) که در دسته ماهواره های سنگین وزن قرار میگیرد و ماهواره پارس (سنجشی- منتها در یک کلاس بالا تر از سینا قرار دارد)

▪ تعدادی ماهواره تحقیقاتی و دانشگاهی که در سطح کشور در دست اقدام وجود دارند مانند : ماهواره امید که جزء پروژه های تحقیقاتی کشور می باشد ، مصباح ۲ که در دست اقدام ، بررسی و طراحی میباشد .

● عمر ماهواره ها :

دو نوع عمر برای ماهواره ها تعریف میشود :

۱) عمر بالستیکی :

مدت زمانی که ماهواره در مدار حرکتی خود باقی می ماند . عموما برای ماهواره هایی که بر روی مدارهای نزدیک زمین حرکت میکنند قابل تعریف است و پس از این مدت زمان به سمت زمین کشیده شده و در جو منهدم میشوند .

۲) عمر عملکردی :

مدت زمانی که تجهیزات ماهواره و سیستم تامین انرژی آن قابلیت کارکرد داشته باشد . این عمر در ارتفاعات بالای ۵۰۰ کیلو متر به تعریف میشود .

به عنوان مثال در مورد ماهواره هایی که در مدارهای هماهنگ با زمین قرار میگیرند (ماهواره های مخابراتی) عمری که در حال حاضر برای آنها در نظر میگیرند (طراحان) حدود ۱۵ سال است و میتوانند در این مدت ماموریتهای محوله را انجام دهند . این ماهواره ها به صورت آزاد پس از اتمام ماموریت در مدار خود گردش میکنند .

● تعداد ماهواره ها :

حدودا ۳۵۰۰ ماهواره در مدارهای مختلف در حول زمین در گردشند که از این تعداد حدود ۱۱۰۷ عدد مطعلق به کشور آمریکا و ۱۳۹۵ عدد مطعلق به روسیه و مابقی مطعلق به دیگر کشورها میباشد . ۳۴ عدد اروپا، ۹۷ عدد ژاپن، ۶۹ عدد چین، حدود ۳۰ عدد هند ، استرالیا و ... .

۱۸ کشور توسعه یافته در این زمینه فضایی فعالیت دارند، ۲۵ کشور از کشورهای در حال توسعه ، ۱۵ کشور آسیایی که از این تعداد ۴ کشور همسایه کشور ما هستند . جمع کشورهایی که صاحب ماهواره هستند و در فضا فعالیت دارند ۴۳ کشور از کل کشورها میباشد .

● منافع اقتصادی بهره گیری از ماهواره ها :

طبق آمار موجود از سال ۲۰۰۰ تا سال ۲۰۰۴ حدود ۵۷۷ میلیارد دلار در بخش فعالیتهای فضایی در کشورهای دنیا سرمایه گزاری شده است . گردش مالی که ساخت یک ماهواره به خود اختصاص میدهد از لحاظ سیستمهای زمینی ، سیستم پرتاب ، طراحی و تست و نهایتاً قرار گیری در مدار و استفاده از ماهواره حدود ۱ میلیارد دلار میباشد ، بنابراین حجم قابل توجهی از سرمایه گزاری را در بخش فضا میبینیم و با توجه به اینکه در این سرمایه گزاری میتوان تا ۵۰۰۰ برابر واحد سرمایه گزاری ، بازده اقتصادی گرفت، این بخش میتواند بازدهی بسیار بالایی نیز داشته باشد .

● چند نمونه عملکردی :

با برآورد سطح زیر کشت سالیانه گندم در سطح جهان بوسیله ماهواره ها و همچنین مصرف سرانه مصرف در جهان میتوان تولید سالیانه گندم کشور را تنظیم نمود .

همانطور که میدانید قرن، قرن انفجار اطلاعات و تکنولوژی اطلاعات میباشد هر کشور و حکومتی که دارای اطلاعات صحیح و درستی باشد میتواند برنامه ریزی دقیقی داشته باشد و در نتیجه به پیشرفت اقتصادی برسد .

با توجه به اینکه ماهواره ها به ما دید فرا زمینی میدهند میتوان اطلاعات بدست آمده از طریق ماهواره ها را به صورت جامع ، دقیق و به روز و لحظه ای دریافت نمود . این اطلاعات میتوانند تجزیه و تحلیل شوند و بر اساس این اطلاعات برنامه ریزی صورت بگیرد و یا فروخته شوند .

▪ سرعت چرخش ماهواره هابل :

در ارتفاع ۵۵۰ کیلو متری سطح زمین در حال گردش است و رنج سرعتی آن حدود ۷.۹ کیلو متر تا ۷.۹۵ کیلومتر در ثانیه است .

عموما ماهواره های مخابراتی بر روی مدار هماهنگ با زمین حرکت میکنند فاصله این مدار تا سطح زمین حدود ۳۶۰۰۰ کیلومتر است (ولی ماهواره های

مخابراتی به این مدار محدود نمیشوند) . نوع دیگر مطعلق به نسل قدیم است که روی مدارهایی با درجه بیضیت بالا حرکت میکردند، تا یک نیمکره را پوشش

دهند . مانند مدار مولنیای ماهواره مخابراتی روسیه ، اما عموماً ماهواره هایی که در حال حاضر در حال بهره برداری هستند بر روی مدار هماهنگ با زمین قرار

دارند .

سایت برق و قدرت (www.electrotechnics.blogfa.com/post-29.aspx)

ماهواره های فضایی

فرض کنید روی قله یک کوه با یک توپ جنگی گلوله ای را پرتاب می کنید. ( بدون در نظر گرفتن مقاومت هوا ) هر چه نیروی پرتاب کننده بیشتر باشد ، سرعت گلوله به هنگام خروج از لوله بیشتر خواهد بود و گلوله مسافت بیشتری طی خواهد کرد تا با نیروی جاذبه زمین سقوط کند . حال اگر سرعت پرتاب به ۷.۹ کیلومتر در ثانیه ( ۲۸۰۰ کیلومتر در ساعت ) برسد ، گلوله دیگر به زمین سقوط نخواهد کرد و با همان سرعت دور زمین ( در مدار دایره ای شکل ) خواهد چرخید.

در این حالت گلوله تبدیل به یک ماهواره شده و اگر نیروی اصطکاک هوا نباشد ، گلوله تا ابد در مدار زمین باقی می ماند ولی بخاطر وجود اصطحکاک هوا در ارتفاعات کم ، سرعت گلوله کم شده و در نهایت سقوط خواهد کرد. اگر سرعت پرتابه را افزایش دهیم ، مدار حرکت گلوله دور زمین از حالت دایره به حالت بیضی شکل تغییر خواهد کرد و با افزایش سرعت ، مدار حرکت بیضی تر خواهد شد.

برای قرار دادن ماهواره در مدار بالایی و دایره ای شکل بدور زمین از موشک های ۲ مرحله ای استفاده می کنند. به این صورت که

موشک پس از بلند شدن و در ارتفاع کم ، مسیر مستقیم خود را کج می کند تا در مدار زمین قرار گیرد. در این لحظه موتور مرحله اول از

موشک جدا می شود. همین لحظه موتور مرحله دوم روشن می شود و موشک در مدار بیضی شکل دور زمین شروع به گردش می

کند. موتور مرحله دوم خاموش می شود و وقتی موشک به نقطه اوج ( دورترین نقطه از زمین مدار بیضی از زمین) رسید ، موتور دوم

یکبار دیگر روشن می شود تا موشک در مدار دایره ای شکل بزرگ قرار گیرد. در همین لحظه ماهواره از موتور دوم جدا می شود و

سپس با همان سرعت اولیه که از موشک در حال حرکت جدا شده ، در مدار دایره ای شکل دور زمین می گردد .

● ماهواره های جاسوسی

ماهواره های جاسوسی را اغلب در ارتفاعات کم ( ۴۸۰ تا ۹۷۰ کیلومتری) قرار می دهند. این ماهواره ها می توانند در عرض کمتر از دو ساعت دور زمین گردش کنند و عکس های دقیق از مراکز نظامی بگیرند.

● ماهواره های علمی

ماهواره های علمی در مدارات میانی ( ارتفاع ۴۸۰۰ تا ۹۷۰۰ کیلومتری) قرار داده می شوند. از این ماهواره ها برای تحقیق در مورد مهاجرت حیوانات و بررسی فعالیت آتشفشانها استفاده می شود.

● ماهواره های سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS )

ماهواره های سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS ) در ارتفاع ۱۰۰۰۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتری قرار داده می شوند.

● ماهواره های ارتباطی

ماهواره های ارتباطی مثل ماهواره تلویزیونی را در ارتفاع ۳۵۷۸۶ کیلومتری قرار می دهند. زمان گردش ماهواره هایی که در این ارتفاع

قرار می گیرند ، با زمان چرخش زمین یکی است . به همین دلیل برای دریافت اطلاعات از این ماهواره ها ، نیازی به جابجایی مکرر

گیرنده زمینی ( بشقاب ماهواره ) نیست.

کره ماه ( ماهواره طبیعی زمین ) هم ارتفاع ( فاصله ) حدود ۳۸۴۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین در حال گردش بدور زمین است ، دارای سرعتی معادل ۱ کیلومتر در ثانیه است . با این فاصله و سرعت زمان یک دور گردش ماه بدور زمین حدودا ۲۷ روز طول می کشد که همان طول ماه قمری است .

● رابطه سرعت با ارتفاع

همانطور که می دانید با افزایش ارتفاع از سطح زمین ، نیروی جاذبه کم می شود. هر مدار دایره ای ماهواره ، سرعت مخصوصی دارد که به آن سرعت پایداری مدار می گویند. در این سرعت نیروی جاذبه با نیروی گریز از مرکز در حالت تعادل قرار دارند.

اگر سرعت ماهواره را به کمتر از سرعت پایداری کاهش دهیم ،‌ نیروی جاذبه بر نیروی گریز از مرکز غلبه کرده و ماهواره به مدار پایین تر ( ارتفاع کمتر ) سقوط خواهد کرد و بالعکس اگر سرعت ماهواره را افزایش دهیم ، نیروی گریز از مرکز بر نیروی جاذبه غلبه کرده و ماهواره در مدار بالاتر ( بیضی کشیده ) قرار می گیرد. به همین دلیل دانشمندان و مهندسان برای فرستادن ماهوار به فضا، مدار ماهواره را به دقت اندازگیری می کند تا مبادا هزینه هایی که برای یک ماهواره متحمل شده اند، را بر باد دهند.

با کاهش سرعت ماهواره پس از پایان ماموریت ، ارتفاع آن کم می شود تا وارد جو شود. از آنجا که سرعت گردش ماهواره در هنگام برخورد به ملکولهای هوای جو هنوز بسیار زیاد است ، دمای سطح ماهواره آنقدر بالا می رود که قطعات آن آتش گرفته و می سوزند .

البته برخی قطعات نسوخته ماهواره ها یا موشکها در مدار زمین باقی می مانند . این قطعات بخاطر سرعت زیادی که در گردش بدور زمین دارند ، برای دیگر ماهواره ها و نیز موشک ها و شاتل های فضایی بسیار خطرناک هستند بطوریکه اگر یک قطعه کوچک ( به اندازه یک توپ پینگ پنگ ) به شاتلی اصابت کند ، مانند یک خمپاره عمل خواهد کرد و ممکن است شاتل را منفجر کند ! دانشمندان سعی می کنند ماهواره ها را از موادی بسازند که در هنگام برخورد با جو کاملا بسوزند و قطعات خطرناک آنها در جو باقی نماند.

ماهواره های مصنوعی

ماهواره ی مصنوعی شی ایست که توسط انسان ساخته شده و به طور مداوم در حال حرکت در مداری حول زمین یا اجرام دیگری در فضا می باشد. بیشتر ماهواره های ساخته شده تاکنون حول کره زمین در حرکتند و در مواردی چون مطالعه کائنات، ایستگاه های هوا شناسی، انتقال تماس های تلفنی از فراز اقیانوس ها، ردیابی و تعیین مسیر کشتی ها و هواپیماها و همینطور امور نظامی به کار می روند.

ماهواره هایی نیز وجود دارند که دور ماه، خورشید، اجزام نزدیک به زمین و سیاراتی نظیر زهره، مریخ و مشتری در حال گردش می باشند. این ماهواره ها اغلب اطلاعات مربوط به جرم آسمانی که حول آن در گردشند را جمع آوری می کنند.

به جز ماهواره های مصنوعی مذکور اشیای در حال گردش دیگری نیز در فضا وجود دارند از جمله فضا پیما ها، کپسول های فضایی و ایستگاه های فضایی که به آنها نیز ماهواره می گوییم. البته اجرام دیگری نیز در فضا وجود دارند به نام زباله های فضایی شامل بالابرنده های مستهلک راکت ها، تانک های خالی سوخت و ... که به زمین سقوط نکرده اند و در فضا در حرکتند. در این مقاله به این اجرام نمی پردازیم.

▪اسپاتنیک ۱ اولین ماهواره مصنوعی

اتحادیه سویت پرتاب کننده اولین ماهواره مصنوعی، اسپاتنیک ۱، در سال ۱۹۵۷ بود. از آن زمان ایالات متحده و حدود ۴۰ کشور دیگر سازنده و پرتاب کننده ماهواره به فضا بوده اند. امروزه قریب به ۳۰۰۰ ماهواره فعال و ۶۰۰۰ زباله فضایی در حال گردش به دور زمینند.

●انواع مدارها

مدارهای ماهواره ها اشکال گوناگونی دارند. برخی دایره شکل و برخی به شکل بیضی می باشند. مدارها از لحاظ ارتفاع (فاصله از جرمی که ماهواره حول آن در گردش است) نیز با یکدیگر تفاوت دارند. برای مثال بعضی از ماهواره در مداری دایره شکل حول زمین خارج از اتمسفر در ارتفاع ۲۵۰ کیلومتر(۱۵۵ مایل) در حرکتند و برخی در مداری حرکت می کنند که بیش از ۳۲۲۰۰ کیلومتر (۲۰۰۰۰ مایل) از زمین فاصله دارد. ارتفاع بیشتر مدار برابر است با دوره گردش ( مدت زمانیکه ماهواره یک دور کامل در مدار خود حرکت می کند) طولانی تر.

یک ماهواره زمانی در مدار خود باقی می ماند که بین شتاب ماهواره ( سرعتی که ماهواره می تواند در طی یک مسیر مستقیم داشته باشد ) و نیروی گرانش ناشی از جرم آسمانی که ماهواره تحت تاثیر آن می باشد و دور آن در گردش است تعادل وجود داشته باشد. چنانچه شتاب ماهواره ای بیشتر از گرانش زمین باشد ماهواره در یک مسیر مستقیم از زمین دور می شود و چنانچه این شتاب کمتر باشد ماهواره به سمت زمین برخواهد گشت.

برای درک بهتر تعادل بین گرانش و شتاب، جسم کوچکی را در نظر بگیرید که به انتهای یک رشته طناب متصل و در حال چرخش است. اگر طناب پاره شود جسم متصل به آن در یک مسیر صاف به زمین می افتد. طناب در واقع کار گرانش را انجام می دهد تا شی بتواند به چرخش خود ادامه دهد. ضمنا وزن شی و طناب میتوانند نشانگر رابطه بین ارتفاع ماهواره و دوره گردش آن باشد. طناب بلند مانند ارتفاع بلند است. هر چه طناب بلندتر باشد زمان بیشتری نیاز است تا شی متصل به آن یک دور کامل بچرخد. طناب کوتاه مانند ارتفاع کوتاه است و در زمان کمتری شی مذکور یک دور کامل در مدار خود گردش خواهد کرد.

انواع گوناگونی از مدارها وجود دارند اما اغلب ماهواره هایی که حول زمین در گردشند در یکی از این چهار گونه مدار حرکت میکنند.

۱ ـ ارتفاع بلند، ژئوسینکرنوس.

۲ ـ ) ارتفاع متوسط.

۳ ـ سان سینکرنوس، قطبی.

۴ ـ ارتفاع کوتاه . شکل اغلب این گونه مدارها دایره ایست.

مدارهای ارتفاع بلند، ژئوسینکرنوس بر فراز استوا و در ارتفاع ۳۵۹۰۰ کیلومتر(۲۲۳۰۰ مایل) قرار دارند. ماهواره های اینگونه مدارها حول

محور عمودی زمین با سرعت و جهت برابر حرکت زمین حرکت می کنند. بنابراین هنگام رصد آنها از روی زمین همواره در نقطه ای ثابت

به نظر می رسند. برای پرتاب و ارسال این ماهواره ها انری بسیار فراوانی لازم است.

ارتفاع یک مدار متوسط حدود ۲۰۰۰۰ کیلومتر (۱۲۴۰۰ مایل) و دوره گردش ماهواره های آن ۱۲ ساعت است . مدار خارج از اتمسفر

زمین و کاملا پایدار است. امواج رادیویی که از ماهواره های موجود در این مدارها ارسال می گردد در مناطق بسیارزیادی از زمین قابل دریافت است. پایداری و وسعت مناطق تحت پوشش این گونه مدارها آنها را برای ماهواره های ردیاب مناسب می نماید.

مدارهای سان سینکرنوس، قطبی، ارتفاع نسبتا کوتاهی دارند. آنها تقریبا از فراز هر دو قطب زمین عبور می کنند.مکان این مدارها متناسب با حرکت زمین به دور خورشید در حرکت است به گونه ایکه ماهواره ی این مدار خمواره در یک ساعت محلی ثابت از استوا عبور می کند. از آنجاییکه این ماهواره ها از همه عرض های جغرافی زمین می گذرند قادرند که اطلاعات را از تمامی سطح زمین دریافت نمایند. در اینجا می توان ماهواره TERRA را به عنوان مثال نام برد. وظیفه این ماهواره مطالعه اثرات چرخه ها ی طبیعی و فعالیت های انسان بر روی آب و هوای کره زمین است. ارتفاع مدار این ماهواره ۷۰۵ کیلومتر (۴۳۸ مایل) و دوره گردش آن ۹۹ دقیقه است. زمانیکه این ماهواره از استوا عبور می کند ساعت محلی همیشه ۱۰:۳۰ صبح و یا ۱۰:۳۰ شب است.

یک مدار ارتفاع کوتاه درست بر فراز جو زمین قرار دارد جاییکه تقریبا هوایی برای ایجاد تماس و اصطکاک وجود ندارد. برای ارسال ماهواره به این نوع مدارها انری کمتری نسبت به سه نوع مدار مذکور دیگر لازم است. ماهواره ها ی مطالعاتی که مسئول دریافت اطلاعات از اعماق فضا می باشند غالبا در این مدارها در حرکتند. برای مثال تلسکوپ هابل که در ارتفاع ۶۱۰ کیلومتر(۳۸۰ مایل) با دوره گردش ۹۷ دقیقه در حرکت است.

●انواع ماهواره ها

ماهواره های مصنوعی بر اساس ماموریت هایشان طبقه بندی می شوند. شش نوع اصلی ماهواره وجود دارند.

۱ ـ تحقیقات علمی،

۲ ـ هواشناسی،

۳ ـ ارتباطی،

۴ ـ ردیاب،

۵ ـ مشاهده زمین،

۶ ـ تاسیسات نظامی.

ماهواره های تحقیقات علمی اطلاعات را به منظور بررسی های کارشناسی جمع آوری می کنند. این ماهواره ها اغلب به منظور انجام یکی از سه ماموریت زیر طراحی و ساخته می شوند.

۱ ـ جمع آوری اطلاعات مربوط به ساختار، ترکیب و تاثیرات فضای اطراف کره زمین.

۲ ـ ثبت تغییرات در سطح و جو کره زمین. این ماهواره ها اغلب در مدارهای قطبی در حرکتند.

۳ ـ مشاهده سیارات، ستاره ها و اجرام آسمانی در فواصل بسیار دور. بیشتر این ماهواره ها در ارتفاع کوتاه در حرکتند. ماهواره های مخصوص تحقیقات علمی حول سیارات دیگر، ماه و خورشید نیز حضور دارند.

●ماهواره هوا شناسی

ماهواره های هواشناسی به دانشمندان برای مطالعه بر روی نقشه های هواشناسی و پیش بینی وضعیت آب و هوا کمک می کنند. این ماهواره ها قادر به مشاهده وضعیت اتمسفر مناطق گسترده ای از زمین می باشند.

بعضی از ماهواره های هواشناسی در مدارهای سان سینکرنوس، قطبی، در حرکتند که توانایی مشاهده بسیار دقیق تغییرات در کل سطح کره زمین را دارند. آنها می توانند مشخصات ابرها، دما، فشار هوا، بارندگی و ترکیبات شیمیایی اتمسفر را اندازه گیری نمایند. از آنجا که این ماهواره ها همواره هر نقطه از زمین را در یک ساعت مشخص محلی مشاهده می کنند دانشمندان با اطلاعات به دست آمده قادر به مقایسه دقیق تر آب و هوای مناطق مختلفند. ضمنا شبکه جهانی ماهواره های هواشناسی که در این مدارها در حرکتند می توانند نقش یک سیستم جستجو و نجا ت را بر عهده گیرند. آنها تجهیزات مربوط به شناسایی سیگنال های اعلام خطر در همه هواپیما ها و کشتی های خصوصی و غیر خصوصی را دارا هستند.

بقیه ماهواره های هواشناسی در ارتفاع های بلند تر در مدارهای ژئوسینکرنوس قرار دارند. از این مدارها، آنها می توانند تقریبا نصف کره زمین و تغییرات آب و هوایی آن را در هر زمان مشاهده کنند. تصاویر این ماهواره ها مسیر حرکت ابرها و تغییرات آنها را نشان می دهد. آنها همینطور تصاویر مادون قرمز نیز تهیه می کنند که گرمای زمین و ابرها را نشان می دهد.

●ماهواره ارتباطی

ماهواره های ارتباطی در واقع ایستگاه های تقویت کننده سیگنال ها هستند، از نقطه ای امواج را دریافت و به نقطه ای دیگر ارسال می کنند. یک ماهواره ارتباطی می تواند در آن واحد هزاران تماس تلفنی و جندین برنامه شبکه تلوزیونی را تحت پوشش قرار دهد. این ماهواره ها اغلب در ارتفاع های بلند، مدار ئوسینکرنوس و بر فراز یک ایستگاه در زمین قرار داده می شوند.

یک ایستگاه در زمین مجهز به آنتنی بسیار بزرگ برای دریافت و ارسال سیگنال ها می باشد. گاهی چندین ماهواره که دریک شبکه و درمدارهای کوتاهترقرار گرفته اند، امواج را دریافت و با انتقال دادن سیگنال ها به یکدیگر آنها را به کاربران روی زمین در اقصی نقاط آن می رسانند. سازمانهای تجاری مانند تلوزیون ها و شرکت های مخابراتی در کشورهای مختلف از کاربران دائمی این نوع ماهواره ها هستند.

●ماهواره ردیاب

به کمک ماهواره های ردیاب، کلیه هواپیماها، کشتی ها و خودروها بر روی زمین قادربه مکان یابی با دقت بسیار زیاد خواهند بود. علاوه بر خودروها و وسایل نقلیه اشخاص عادی نیز میتوانند از شبکه ماهواره های ردیاب بهره مند شوند.در واقع سیگنال های این شبکه ها در هر نقطه ای از زمین قابل دریافتند.

دستگاه های دریافت کننده، سیگنال ها را حداقل از سه ماهواره فرستنده دریافت و پس از محاسبه کلیه سیگنال ها، مکان دقیق را نشان می دهند.

●ماهواره مشاهده زمین

ماهواره های مخصوص مشاهده زمین به منظور تهیه نقشه و بررسی کلیه منابع سیاره زمین و تغییرات ماهیتی چرخه های حیاتی در آن، طراحی و ساخته می شوند. آنها در مدارهای سان سینکرنوس قطبی در حرکتند. این ماهواره ها دائما در شرایط تحت تابش نور خورشید مشغول عکس برداری از زمین با نور مرئی و پرتوهای نا مرئی هستند.

رایانه ها در زمین اطلاعات به دست آمده را بررسی و مطالعه می کنند. دانشمندان به کمک این ماهواره معادن و مراکز منابع در زمین را مکان یابی وظرفیت آنها را مشخص می کنند.همینطور می توانند به مطالعه بر روی منابع آبهای آزاد و یا مراکز ایجاد آلودگی و تاثیرات آنها و یا آسیب های جنگل ها و مراتع بپردازند.

ماهواره های تاسیسات نظامی مشتمل از ماهواره های هواشناسی، ارتباطی، ردیاب و مشاهده زمین می باشند که برای مقاصد نظامی به کار می روند.برخی از این ماهواره ها که به ماهواره های جاسوسی نیز شهرت دارند قادر به تشخیص دقیق پرتاب موشکها، حرکت کشتی ها در مسیر های دریایی و جابجایی تجهیزات نظامی در روی زمین می باشند.

●زندگی و مرگ ماهواره ها

▪ساخت یک ماهواره

هر ماهواره حامل تجهیزاتیست که برای انجام ماموریت خود به آن ها نیاز دارد. برای مثال ماهواره ای که مامور مطالعه کائنات است مجهز به تلسکوپ و ماهواره مامور پیش بینی وضع هوا مجهز به دوربین مخصوص برای ثبت حرکات ابرها است.

علاوه بر تجهیزات تخصصی، همه ماهواره ها دارای سیستمهای اصلی برای کنترل تجهیزات خود و عملکرد ماهواره می باشند. از جمله سیستم تامین انرژی، مخازن، سیستم تقسیم برق و ... . در هر یک از این بخشها ممکن است از سلول های خورشیدی برای جذب انرژی مورد نیاز استفاده شود. بخش داده ها و اطلاعات نیز مجهز به رایانه هایی به منظور جمع آوری و پردازش اطلاعات به دست آمده از طریق تجهیزات و اجرای فرامین ارسال شده از زمین می باشد.

هریک از تجهیزات جانبی و بخشهای اصلی یک ماهواره به طور جداگانه طراحی، ساخته و آزمایش می شوند. متخصصان بخشهای مختلف را کنارهم گذاشته و متصل می کنند تا زمانیکه ماهواره کامل شود و سپس ماهواره در شرایطی نظیر شرایطی که هنگام ارسال از سطح زمین و هنگام استقرار در مدار خود خواهد داشت آزمایش می شود. اگر ماهواره همه آزمایش ها را به خوبی گذراند آماده پرتاب می شود.

▪پرتاب ماهواره

برخی ماهواره ها توسط شاتل ها در فضا حمل می شوند ولی اغلب ماهواره ها توسط راکت هایی به فضا فرستاده می شوند که پس از اتمام سوختشان به درون اقیانوسها می افنتد.بیشتر ماهواره ها در ابتدا با حداقل تنظیمات در مسیر مدار خود قرار داده می شوند. تنظیمات کامل را راکت هایی انجام می دهند که داخل ماهواره کار گذاشته می شوند. زمانیکه ماهواره در یک مسیر پایدار در مدار خودقرار گرفت می تواند مدت های درازی در همان مدار بدون نیاز به تنظیمات مجدد باقی بماند.

▪انجام ماموریت

کنترل بیشتر ماهواره ها در مرکزی بر روی زمین است. رایانه ها و افراد متخصص در مرکز کنترل وضعیت ماهواره را تحت نظر دارند. آنها دستورالعمل ها را به ماهواره ارسال می کنند و اطلاعات جمع آوری شده توسط ماهواره را دریافت می نمایند. مرکز کنترل از طریق امواج رادیویی با ماهواره در ارتباط است. ایستگاه ها یی بر روی زمین این امواج را از ماهواره دریافت و یا به آن ارسال می کنند.

ماهواره ها معمولا به طور دائم از مرکز کنترل دستورالعمل دریافت نمی کنند. آنها در واقع مثل روباتهای چرخان هستند.روباتی که سلول های خورشیدی خود را برای دریافت انرژی کافی تنظیم و کنترل می کند و آنتن های خود را برای دریافت دستورات خاص از زمین آماده نگه می دارد. تجهیزات ماهواره به صورت مستقل و اتوماتیک وظایف خود را انجام می دهند و اطلاعات را جمع آوری می کنند.

ماهواره ها ی موجود در ارتفاع عای بلند مدار ژئوسینکرنوس در ارتباط همیشگی و دائم با زمین می باشند. ایستگاه ها ی زمین می تواند دوازده بار در روز با ماهواره های موجود در ارتفاع کوتاه ارتباط برقرار نمایند. در طول هر تماس ماهواره اطلاعات خود را ارسال و دستورالعمل ها را زا ایستگاه دریافت می کند. تبادل اطلاعات تا زمانیکه ماهواره از فراز ایستگاه عبور می کند می تواند ادامه داشته باشد که معمولا زمانی حدود ۱۰ دقیقه است.

چنانچه قسمتی از ماهواره دچار نقص فنی شود اما ماهواره قادر به ادامه ماموریت های خود باشد، معمولا همچنان به کار خود ادامه می دهد. در چنین شرایطی مرکز کنترل روی زمین بخش آسیب دیده را تعمیر و یا مجددا برنامه نویسی می کند. در موارد نادری نیزعملیات تعمیرماهواره را شاتل ها در فضا انجام می دهند. و اما چنانچه آسیب های وارد آمده به ماهواره به اندازه ای باشد که ماهواره دیگر قادر به انجام ماموریت های خود نباشد مرکز کنترل فرمان توقف ماهواره را صادر می کند.

▪سقوط از مدار

یک ماهواره در مدار خود باقی می ماند تا زمانیکه شتاب آن کم شود و در چنین حالتی نیروی گرانش ماهواره را به سمت پایین و به سمت اتمسفر می کشاند. سرعت ماهواره هنگام برخورد با مولکول های خارجی ترین لایه اتمسفر کم می شود. هنگامی که نیروی گرانش ماهواره را به سمت لایه های داخلی اتمسفر می کشاند هوایی که در جلوی ماهواره قرار می گیرد سریعا به قدری فشرده و داغ می شود که در این هنگام بخشی و یا تمامی ماهواره می سوزد.

▪تاریخچه

در سال ۱۹۵۵ اتحادیه سویت درایالات متحده آمریکا تحقیقات خود را برای پرتاب ماهواره مصنوعی به فضا آغاز کرد. در تاریخ چهارم اکتبر ۱۹۵۷ این اتحادیه ماهواره اسپاتنیک ۱ را به عنوان اولین ماهواره مصنوعی به فضا ارسال نمود. این ماهواره در هر ۹۶ دقیقه یک دور کامل به دور زمین می چرخید و اطلاعات به دست آورده خود را به شکل سیگنال های رادیویی قابل دریافت به زمین ارسال می کرد. در تاریخ ۳ نوامبر ۱۹۵۷ اتحادیه سویت دومین ماهواره مصنوعی یعنی اسپاتنیک ۲ را به فضا فرستاد. این ماهواره حامل اولین حیوانی بود که به فضا سفر کرد. سگی به نام لایکا. پس از آن ایالات متحده ماهواره کاوشگر۱ را در تاریخ ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ و ونگارد ۱ را در تاریخ ۱۷ مارس همان سال به فضا فرستاد.

نخستین ماهواره ارتباطی اکو۱ در ماه اگست سال ۱۹۶۰ از ایالات متحده به فضا فرستاده شد. این ماهواره امواج رادیویی به زمین می فرستاد. در آپریل ۱۹۶۰ نیز اولین ماهواره هواشناسی تیروس ۱ که تصاویر ابرها را به زمین ارسال می کرد فرستاده شد.

نیروی دریایی آمریکا سازنده اولین ماهواره ردیاب، ترانزیت ۱ب درآپریل سال ۱۹۶۰ بود. به این ترتیب تا سال ۱۹۶۵ در هر سال بیش از ۱۰۰ ماهواره به مدارهایی در فضا فرستاده شدند.از سال ۱۹۷۰ دانشمندان به کمک رایانه و نانو تکنولوژی موفق به اختراع سازه ها تجهیزات پیشرفته تری برای ماهواره شده اند. به علاوه کشور های دیگر همینطور سازمانهای تجاری مبادرت به خریداری و ارسال ماهواره نموده اند. در سالهای اخیر بیشتر از ۴۰ کشور ماهواره در اختیار دارند و نزدیک به ۳۰۰۰ ماهواره در مدارها به انجام ماموریت های خود می پردازند.

http://www.worldbookonline.com/wb/Article?id=ar۴۹۲۲۲۰
ترجمه: لنا سجادیفر

مقالات ارسالی به آفتاب

ماهواره‌های مسیریاب،‌ GPS

تاریخ مسیریابی قدمتی برابر با تاریخ تمدن بشر دارد. از همان روزهایی که انسانها جهت تهیه غذا از محل زیستگاه خود (جنگل یا غارها) خارج شدند. نیاز به وسیله‌ای داشتند که مسیر را به آنها نشان دهد،‌ برعکس بعضی از پرندگان و حیوانات که بطور غریزی مسیر خود را مشخص می‌نمایند،‌ انسانها دارای چنین غریزه‌ای نیستند و همیشه نیاز به وسیله و ابزاری دارند که مسیر را برایشان مشخص نماید. در آغاز شروع مسافرت با کشتی این مسافرت‌ها منحصراً یا در امتداد رودخانه‌ها و یا موازی با ساحل انجام می‌گرفت و از علائم مشخص جهت راهنمایی استفاده می‌گردید.

کلمه Navigation از دو کلمه لاتین به معنی کشتی (Ship) و حرکت (Move) گرفته شده است و اساساً به معنی پیدا نمودن مسیر در دریا می‌باشد. اما بعدها با شروع مسافرت در فضا و خشکی این کلمه به مفهوم مسیریابی در هوا، ‌خشکی و دریا بکار برده شد. مسیریابی اولیه توسط اجرام سماوی و قطب‌نماهای مغناطیسی انجام می‌گردید، با پیشرفت عدم و تکنولوژی امروزه از سیستم‌های پیشرفته ماهواره‌ای استفاده می‌شود. ماهواره‌های مسیریاب قادر به مشخص نمودن طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا، سرعت، فاصله و زمان با دقت بسیار بالا می‌باشند.

NAVSTAR یکی از سیستم‌های ماهواره‌ای مسیریاب می‌باشد که این اطلاعات را در اختیار قرار می‌دهد. این سیستم دقتی در ۱۵ متر را دارا می‌باشد. سیستم NAVSTAR جایگزین سیستم سری TRANSCT گردید که اطلاعات مسیریابی را جهت استفاده‌های نظامی و کاربردهای غیرنظامی و مشخص تهیه می‌نمود. خصوصاً برای دریانوردی.

یکی از مهمترین سیستم‌های مسیریاب ماهواره‌ای سیستم GPS می‌باشد که در ذیل توضیح داده می‌شود.

● GPS چیست؟

GPS یا (Golobal Positining System) یک سیستم ماهواره‌ای است که توسط وزارت دفاع امریکا ساخته شده است. و اطلاعات دقیقی از محل، و زمان را در سراسر دنیا در اختیار کاربرها قرار می‌دهد. سیستم GPS سیگنال‌هایی را ارسال می‌نماید که توسط گیرنده‌های GPS دریافت می‌شود و موقعیت مکانی،‌ سرعت و زمان را در هر جای کره زمین در هر موقع از روز یا شب و در هر شرایط آب و هوایی محاسبه می‌نماید. سیستم مکان‌یاب جهانی یا GPS یک منبع ملی و مورد استفاده بین‌المللی برای یافتن موقعیت محل،‌ مسیریابی و زمان سنجی می‌باشد. و از سه قسمت تشکیل یافته است.

▪ فضا، کاربر، کنترل( Space , User , Control )

سیستم GPS شامل ۳ بخش،‌ فضا، کنترل و کاربری می‌باشد. بخش فضایی شامل آرایش ماهواره‌ها در فضا با (Constellation) می‌باشد. اولین سری این ماهواره‌ها در سال ۱۹۷۸ در مدار قرار داده شد. و در سال ۱۹۸۶ توسعه و تکمیل آرایش ماهواره‌ای سیستم GPS به علت جلوگیری از خطرات ناشی از عدم مسیریابی انجام پذیرفت. در فوریه ۱۹۸۹ آرایش ماهواره‌ای سیستم GPS با ۲۴ یا تعداد بیشتری ماهواره در مدار کامل و فعال گردید. سیستم کنترل توسط ارتش آمریکا انجام می‌گیرد که ردیابی و نگهداری آنها را در مدار کنترل می‌نماید.

بخش کاربرها، شامل کاربرهای نظامی و شخصی هر دو می‌باشد. کاربرهای نظامی از سیستم GPS به عنوان، مسیریابی،‌ شناسایی، و سیستم هدایت موشکی استفاده می‌نمایند و کاربرهای شخصی هم می‌توانند همانند نظامی‌ها و براساس نیاز از این سیستم استفاده کنند.

▪ بخش فضایی( Space Segment )

ماهواره‌های GPS در حدود ۹۰۰ kg وزن و ۵ متر با نیل‌های خورشیدی طول دارند. عمر مفید این ماهواره‌ها برای۵/۷ سال طراحی شده است اما اغلب مدت زمان بیشتری در مدار مورد استفاده قرار می‌گیرند. پنل‌های خورشیدی نیروی اولیه را تهیه می‌نمایند و نیروی (تغذیه) ثانویه توسط باطری‌های Nicod تأمین می‌شود.

در هر ماهواره چهار ساعت (Clock) اتمی فوق‌العاده دقیق نصب گردیده است. در سپتامبر ۲۰۰۱ تعداد ماهواره‌های مورد استفاده در مدار ۲۷ عدد بوده است.

▪ مدارات ماهواره‌ها( Satellite orbits )

شامل ۶ مدار با فاصله ۶۰ درجه و در هر مدار ۴ ماهواره وجود دارد و این امکان را فراهم می‌سازد که با وجود اشکال و خرابی ۲ ماهواره در هر مدار سیستم کار نرمال خود را انجام دهد. هر سطح مداری شیبی برابر با ۵۵ درجه با سطح مدار استوایی دارد. ارتفاع زیاد مدار (km ۲۰۰۰۰) باعث ثابت ماندن ماهواره‌ها در مدارشان می‌شود. همچنین ارتفاع زیاد ماهواره باعث پوشش منطقه وسیعی در روی زمین می‌شود.

ماهواره‌های GPS هر نقطه در روی زمین را ۲ بار در روز پوشش می‌دهند (از هر نقطه در روی زمین دوبار در روز می‌گذرند).

● سیگنال‌های ماهواره( Satellite Signals )

هر ماهواره یک سیگنال مسیریابی که شامل عناصر مداری، وضعیت ساعت (Clock)‌، زمان سیستم و وضعیت پیام‌ها می‌باشد را ارسال می‌نماید. به علاوه یک تقویم نجومی (almanac) تهیه می‌شود که اطلاعات (تقریبی) را برای هر ماهواره فعال ارسال نماید. سیگنال‌های رادیویی با سرعت نور منتشر می‌شوند. سیصد هزار کیلومتر در ثانیه، مدت زمان ۰۶/۰ ثانیه طول می‌کشد که سیگنال ارسالی از ماهواره GPS به زمین برسد. این سیگنال‌ها با قدرت کم (حدود ۳۰۰ تا ۳۵۰ وات در طیف مایکروویو) ارسال می‌گردند.

کد C/A (Coarse A qwsition Cood) برای استفاده کاربرهای شخصی در دسترس می‌باشد و به عنوان (SPS) (Standard Positining Service)مسیریابی استاندارد.

PPS یا Precise Positioning Service سرویس مکان یابی دقیق که منحصراً در دسترس کاربرهای نظامی و کاربرهای مجاز می‌باشد.

سیگنال‌های ماهواره به خط مستقیم جهت رسیدن و استفاده گیرنده‌های GPS نیازدارند.

درخت، ساختمان،‌ کوه و حتی دست و یا بدن می‌تواند سیگنال‌های ماهواره‌ها را بلوکه نماید.

تقویم نجومی یا Almanac شامل اطلاعاتی راجع به مدارات ۲۴ ماهواره می‌باشد. یک گیرنده GPS از تقویم نجومی که در پیام‌های دیتای ماهواره وجود دارد برای موقعیت هر ماهواره‌ای که ردیابی می‌کند استفاده می‌نماید. نرم افزار mission planning برای تهیه گراف و موقعیت ماهواره‌های قابل رؤیت و بهترین زمان بررسی در منطقه مخصوص،‌ از تقویم نجومی استفاده می‌نماید. تقویم نجومی برای مدت ۳۰ روز معتبر می‌باشد،‌ اما هر بار که گیرنده GPS روشن می‌شود بطور اتوماتیک تقویم نجومی را دریافت می‌کند (در مدت زمان ۱۵ دقیقه). استفاده از تقویم نجومی به روز یا up-to-date برای استفاده از ماهواره‌هایی که در دید گیرنده‌های GPS قرار می‌گیرند بسیار مهم می‌باشد.

▪ بخش کنترل Control Segment

بخش کنترل شامل پنج ایستگاه مونیتور در اقصا نقاط جهان شامل هاوایی، کواجالین،‌ جزیره اسنشن، دیوگوگارسیا و کلورادو می‌باشد. ایستگاه (MCS) یا مرکز کنترل در کلورادو قرار دارد. ایستگاه‌های مونیتور، ماهوار‌های در معرض دید را ردیابی می‌نماید و اطلاعات فاصله را جمع‌آوری و این اطلاعات را در ایستگاه MCS تجزیه و تحلیل و سپس مدارات ماهواره‌ها را مشخص می‌نماید و پیام‌های هر ماهواره مکان‌یاب را به روز می‌نماید. اطلاعات به روز شده از طریق آنتن‌های زمینی به ماهواره‌ها ارسال می‌گردد. ماهواره‌های GPS ۱) پیام‌های اطلاعاتی ماهواره (موقعیت و زمان)

۲) تقویم نجومی

۳) اصلاح مداری را که از ایستگاه MCS دریافت می‌نمایند، ارسال می‌کنند و گیرنده‌های GPS از تمامی این اطلاعات جهت محاسبه موقعیت استفاده می‌نمایید.

▪ بخش کاربری User Segment

بخش کاربری شامل گیرنده‌های GPS می‌باشد که موقعیت محل، سرعت و زمان دقیق را در همه جای دنیا مشخص می‌نماید. کاربردهای GPS تقریباً در تمامی زمینه‌ها، از حمل و نقل و کنترل منابع طبیعی و کشاورزی وجود دارد.

بعنوان مثال:

- استفاده از GPS برای هدایت هلی‌کوپترها و مشخص نمودن محل‌های مورد نظر، خصوصاً در عملیات نجات آسیب‌دیدگان.

- استفاده از GPS جهت تهیه نقشه‌های کشاورزی.

- استفاده از GPS در مسیریابی هواپیماها و یا علامت گذاری مناطقی که باید سم‌پاشی شود.

- استفاده از GPS برای دریانوردی.

- استفاده از GPS برای مسیریابی در جنگل‌ها.

- ترکیبی از GPS/GIS جهت پیدا نمودن سریع‌ترین مسیر به مقصد استفاده می‌شود. حتی از GPS برای تحویل ساندویچ و پیتزا به منازل استفاده می‌گردد.

● طریقه کار GPS چگونه است؟

از اندازه‌گیری فاصله بین گیرنده و ماهواره استفاده می‌نماییم. ماهواره‌ها در نقاط مشخصی می‌باشند و گیرنده‌های GPS در روی زمین و منطقه ناشناخته‌ای هستند. امواج رادیویی با سرعت نور حرکت می‌کنند. با ضرب زمان حرکت سیگنال از ماهواره تا گیرنده GPS درkm/s ۳۰۰۰۰۰ فاصله ی بین ماهواره و گیرنده مشخص می‌شود. اگر ما از محل ۴ ماهواره اطلاع داشته باشیم و مقدار فاصله آنها از گیرنده مشخص گردد،‌ در یک فضای ۳ بعدی می‌توان محل خود را محاسبه نمود.

۱۲۰۰۰ مایل شعاع کره‌ای می‌باشد که مرکز آن ماهواره است (پترن ماهواره‌ها کروی و فاصله آنها تا زمین ۱۲۰۰۰ مایل است) محل یا موقعیت ما می‌تواند هر جای در روی این کره باشد.

اندازه‌گیری دوم (ماهواره دومی)، سطح تقاطع دو کره یک دایره است بنابراین حالا می‌‌دانیم که محل ما جایی روی دایره است.

اندازه‌گیری سوم، ۳ کره یکدیگر را فقط در ۲ نقطه قطع می‌کند. یکی از دو نقطه به عنوان غیرقابل قبول حذف می‌شود. کامپیوترها در داخل گیرنده‌های GPS روش‌ها و تکنیک‌های مختلفی برای مشخص نمودن نقطه صحیح از نقطه غیرقابل قبول دارند.

اندازه‌گیری چهارم، Offset زمانی اختلاف بین همزمانی Clock ماهواره و Clock گیرنده می‌باشد. نصب ساعت‌های اتمی در گیرنده‌های GPS باعث گرانی بیش از حد آنها می‌شود، در گیرنده‌ها از ساعت‌های دقیق کوارتز استفاده می‌شود. اندازه‌گیری چهارم مقدار این Offset را جبران می‌نماید و نقطه صحیح را پیدا خواهد نمود. GPS سرعت را نیز اندازه‌گیری می‌کند که برای مسیریابی بسیار مهم است.

● خطاهای GPS

مدت زمان عبور سیگنال‌ها از لایه‌های یونسفروتروپسفر متغیر می‌باشد. وجود نویز باعث خطا یا تداخل در گیرنده می‌شود. خطاهای موقعیت مداری ممکن است در پارامترهای دیتا وجود داشته باشد. پارامترهای ماهواره بطور خلاصه سیستمی از موقعیت‌های ماهواره GPS در حوزه زمان می‌باشد. این اطلاعات مشخص می‌کنند که ماهواره در کجا و در چه موقع در هر نقطه‌ای باید باشد. تغییرات بسیار کمی در ساعت‌های اتمی خطاهای زیادی را باعث می‌شود. خطای یک نانو ثانیه‌ای در گیرنده‌های GPS در روی زمین ۳/۰ متر در محاسبه مکان خطا ایجاد می‌نماید.

عبور چند مسیر سیگنال، محل ماهواره‌ها در فضا و SA باعث خط می گردند.

عبور چند مسیر سیگنال یا Multipath پدیده‌ای می‌باشد که آنتن‌های گیرنده سیگنال را از دو مسیر یا بیشتر دریافت می‌کند. اختلاف مسیری که سیگنال‌ها طی می‌نمایند باعث تداخل این سیگنال‌ها در آنتن گیرنده می‌گردد و باعث خطا می‌شود.

پیکربندی یا محل ماهواره‌ها در فضا می‌تواند بر دقت مکان‌یابی ماهواره تاثیر گذارد.

GDOP یک اندازه‌گیری از کیفیت پیکربندی ماهواره می‌باشد و اشاره به این موضوع دارد که ماهواره‌هادر فضا با یکدیگر در ارتباط هستند.

SA یا Selective Avalibi lity خطاهای پارامتری و Clock مصنوعی را نشان می‌دهد و باعث خطای عمومی اندازه‌گیری از ۷۰ الی ۱۰۰ مترمی‌شود. SA در چهارم جولای ۱۹۹۱ فعال و در یکم می ۲۰۰۰ خاموش گردید.

خاموش نمودن SA باعث بالارفتن دقت اندازه‌گیری و در نتیجه ایجاد کاربردهای جدید برای GPS و ارتقاء سطح زندگی مردم در اقصاء نقاط جهان می‌شود.

توسعه تکنولوژی جدید این امکان را می‌دهد در مناطقی دقت GPS را کاهش دهند. ضمن اینکه این کاهش در نقاط دیگر دنیا غیر ضروری می‌باشد.